JP3068644B2 - 異化性腸管関連疾患および宿主防衛機構障害の治療用医薬組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アメリカ合衆国公衆衛生研究所外傷センタ
ー助成金第GM29327−05号および合衆国陸軍省契約第DAM
D−17−81−Ｃ−1201から研究助成金を受けて成された
ものであり、本発明については何らかの権利が合衆国政
府に付与される。

関連出願への参照 本出願は、1985年９月12日に出願された出願第775,21
4号（現在は放棄されている）の一部継続出願である出
願第906,530（出願日:1986年９月12日）の一部継続出願
である。

発明の背景 発明の分野 本発明は、腸粘膜・膵萎縮，その他の腸管透過性増強
に関連する障害を含む異化性腸管関連疾患，宿主防衛機
構障害、および免疫能低下を治療するための医薬組成物
に関する。さらに、本発明は、骨髄移植患者の回復を促
進するための医薬組成物に関する。

従来技術の説明 異化作用（または機能障害）は、解剖学的構造の分解
が起る生理学的状態である。このような状態は骨格筋だ
けでなく、腸管内層にも影響を及ぼすのが特徴である。
組織損傷をもたらす異化作用は、手術，敗血症，火傷，
癌化学療法，放射線療法／傷害、または糖質コルチコイ
ド療法に続発することが多く、しばしば不十分な食物摂
取に伴なって発現する。かかる傷害，疾患，治療は免疫
能低下にも繋がることを特徴とする。

例えば骨髄移植を受けた患者では、移植前後の放射線
および／または化学療法は移植片対宿主疾患の頻発と協
同して異化性で重篤な栄養傷害を惹起する。このような
患者では、口腔・食道粘膜炎，下痢，悪心，嘔吐，口腔
乾燥症，味覚傷害を含む多くの要因に起因して中心静脈
栄養法（TPN）が必要となる（Cunninhgamら、Nurs.Cli
n.N.Amer.,18:585−596（1983）;Cheneyら、Cancer59:1
515−1519（1987））。TPNは骨髄移植患者では必要かつ
有益と思われるが、移植後の最初の１ケ月以内に実施し
た分枝鎖アミノ酸（BCAA）に富む特殊処方の静脈内輸液
を用いた治験では、窒素平衡は改善されなかった（Lens
senら、J.Parent.Ent.Nutr.11:112−118（1987））。

上記した様々な原因に起因する異化反応，胃腸障害，
免疫能低下は、死亡および身体傷害の主因となる可能性
がある。これらの臨床的状態は、非必須アミノ酸である
グルタミン（GLN）の代謝異常と関連することが多い。G
LNは大部分の組織である程度合成可能である。ほとんど
のアミノ酸と異なり、GLNは２つのアミン部分を有す
る。すなわち、αアミノ基とアミド基である。アミド基
を持つので、GLNは体内の末梢組織からアンモニアを除
去し、窒素を内蔵器官に運ぶことができる。さらに、血
中からGLNを除去する組織は炭素骨格をエネルギー産生
に利用することが多い。

グルタミナーゼとグルタミン合成酵素は、GLN代謝の
調節に関与する２種の主な酵素である。グルタミナーゼ
はGLNのグルタミン酸塩とアンモニアへの加水分解を触
媒し、グルタミン合成酵素はグルタミン酸塩とアンモニ
アからGLNの合成を触媒する。ほとんどの組織はこれら
の酵素を両方とも有するが、特定の組織によっては一方
が他方より活性が高いのが普通である。

GLNの合成と輸送は主として骨格筋と脳で起こる。次
に、GLNは線維芽細胞，造血細胞，リンパ球，腸上皮，
腫瘍細胞のような増殖性細胞により消費される。これら
の細胞は、グルタミナーゼ活性が高く、細胞内GLN濃度
が低いのが特徴である。この事実は、大きな創傷，感染
に伴なう炎症、通常の経腸栄養を妨げる胃腸傷害を持つ
患者では臨床的に重要であると思われる。何故なら、こ
れらの状況下で細胞型が望ましい増殖を示すかいなか
は、充分なGLN濃度が有るかどうかに依存すると思われ
るからである。

胃腸においてはGLNは呼吸の燃料として用いられる。G
LNの腸内投与は腸粘膜による内腔GLN取込みの増大をも
らたし、同時に血中からのGLN取込みの低下をもたら
す。したがって、腸によるGLNの消費は、これら２つのG
LN供給源で平衡を保っている。

胃腸によるGLN取込みのほとんどは、小腸の絨毛を覆
っている上皮細胞を経由して発現する。小腸で起こるGL
N代謝は腸の主要なエネルギー源であり、他の組織から
の窒素と炭素を処理することにより、肝での尿素生成と
糖新生のための前駆物質を産生する。

Baskervilleら（Brit.J.Exp.Pathol.,61:132（198
0））は、アカゲザル，マーモセット，家兎，マウスに
精製グルタミナーゼを注入することにより血漿中GLNを
検出不能な濃度まで低下させ、嘔吐，下痢，絨毛萎縮，
粘膜潰瘍，腸壊死を惹起させた。

Martinら（米国特許第2,283,817号）は、食事補助剤
でなく、解毒剤として用いられるGLN含有組成物を開示
している。この特許においては、GLNが他のアミノ酸と
相乗作用を期待して組み合わされ、毒素に直接作用して
有害作用を阻害する。

Shiveら（米国特許第2,868,693号）では、消化性潰瘍
治療用のGLN含有組成物が開示されている。

GLNの保護作用についての証拠は、さらにOkabeら、Di
gestive Diseases,20:66（1975）にも見られる。Okabe
らは、GLNが人のアスピリン誘発胃潰瘍を予防すること
を認めている。これらの作用は、GLNをチューブにより
腸に投与して胃粘膜とGLNとの直接の接触を防いだ場合
には認められなかった。この知見は、胃潰瘍に対するGL
Nへの作用は局所的であり、全身での栄養状態の改善に
伴なうものではなかったことを示している。

非必須アミノ酸であるGLNは標準的な非経口栄養溶液
中には存在しないが、小腸にとっては好ましい酸化燃料
であり（Windmeuller,H.G.,Adv.Enzyml.53:201−237（1
982））、静脈内（i.v.）に投与された囓歯類動物の腸
粘膜に対しては滋養作用を有する（Hwang,T.L.ら、Surg
ical Forum37:56−58（1986）;O'Dwyer,S.T.ら、Clin.R
es.35:369A（1987））。この内臓でのGLNの必要性は、
小腸によるGLN代謝が増大することが知られている（Sou
baら、Surgery,94（２）:342（1983））決定的な疾患で
は、一層大きいと思われる。GLNは膵臓により速やかに
消費されることが判っており、腺の外分泌部に集中する
ようであるが（Cassano,G.B.ら、J.Neurochemistry12:8
51−855（1965））、無損傷の動物の膵臓外分泌部に対
する投与したGLNの影響はまだ報告されていない。

現在では、十分に摂食できない患者に必要な栄養は経
腸または非経口食の投与で得られる。経腸食は通常、鼻
腔を経て胃または十二指腸領域に挿入するか、または例
えば胃瘻造設術や空腸瘻造設術におけるように外科的に
植込んだ小口腔のチューブを用いて与えられる。現在利
用可能な腸栄養処方は４種類に区分できる。すなわち、
成分アミノ酸，ポリマーアミノ酸，モジュラーアミノ
酸，変質アミノ酸である。これらの処方にはGLNが含有
されている。しかしながら、これらの腸栄養食中の栄養
分の含量は一般的に健常人の必要栄養に基づいており、
異化性疾患患者の必要栄養には基づいていない。

成分処方は最低限の消化作用を必要とし、主として小
さいペプチドおよび／またはアミノ酸，ブドウ糖オリゴ
糖類，植物油または中鎖脂肪から成る。

ポリマー処方では、例えば大豆蛋白，ラクトアルブミ
ン，カゼインのような複合栄養素が蛋白源として、アル
トデキストリンやコーンシロップ固形物が炭水化物源と
して、植物油や乳脂肪が脂肪源として用いられている。

モジュール食は、蛋白，炭水化物または脂肪をモノマ
ーあるいはポリマー処方と組み合わせることにより調製
でき、特殊な栄養要求に応えることができる。

変質アミノ酸組成物から成る処方は主として、窒素代
謝の遺伝的欠陥や窒素蓄積の後天的傷害を持つ患者に使
用される。この目的は、有害と思われるある種のアミノ
酸の取込みを制限することが多い。

非経口食は普通静脈内投与（i.v.）される。これらの
静注液は、容易に同化できる糖類，アミノ酸，電解質の
ような単純物質から成る無菌溶液である。

“中心静脈栄養法”（TPN）という用語は、総ての必
要栄養量を静脈経路から得る患者に用いられる処方を表
わす。TPN用の処方は経腸栄養処分と異なり、通常はGLN
を含有しない。非経口処方にGLNが存在しない理由は、
室温でそれぞれ不安定であること、アンモニアとピログ
ルタミン酸が投与後に生成されること、についての懸念
にもある。GLNからのグルタミン酸生成についても懸念
があった。その理由は、グルタミン酸が神経伝達物質と
して毒性を有する可能性があるからである。実際には、
経腸および非経口栄養溶液のpH値では、それらの懸念に
充分な理由があるとは考えられない。

TPNは絨毛萎縮をもたらすが、この現象は一般には経
口による摂食に戻れば正常化する。TPN処方はGLNを欠い
ているので、このアミノ酸に対する体内の要求は体内組
織の合成経路により満たされなければならない。

臨界的な疾患の患者では、正味の蛋白異化は著明な筋
GLN貯蔵の減少、血漿中GLNの低下（Askanaziら、Ann.Su
rg.192:78（1980）;Askanaziら、Ann.Surg.,191:465（1
980））、そして腸GLN利用率の増大（Soubaら、Arch,Su
rg.,120:66（1985）;Soubaら、Surgery,94（２）:342
（1983））と関係がある。糖質コルチコイドも小腸によ
るGLN消費を増大することが知られている（Soubaら、Su
rgical Forum,34:74（1983））。

TPNは、胃腸粘膜萎縮に加え膵臓重量減少と膵外分泌
低下と関係がある（Hughes,C.A.ら、Clin.Science 59:3
29−336（1980）;Johnson,L.R.ら、Gastroenterology 6
8:1177−1183（1975）;Johnson,L.R.ら、Am.J.Physiol.
233:E524−E529（1977）;Towne,J.B.ら、Am.J.Surg.12
6:714−716（1973））発育を維持するのに充分な静脈内
栄養を与えられた動物は、飢餓中に起こる程度の膵臓萎
縮を起こす（Johnson,L.R.ら、（1975）、上記参照）。
膵萎縮の病態はあまり分かっておらず、通常は経口栄養
摂取に伴なう次のような各種要因に続発するものと思わ
れる。すなわち、（１）内腔基室の不在（Clark,R.M.,C
lin.Sci.50:139（1976））；（２）食餌中アミンの欠除
（Seidel,E.R.ら、Am.J.Physiol.249:G434−438（198
5））；（３）発酵静線維の不在（Jacobs,L.R.ら、Am.
J.Physiol.246:G378−G385（1984））；（４）神経液性
過程の変化（Johnson,L.R.,Physiology of the Gastroi
ntestinal Tract,2d Ed.,pp.301−319,Raven Press,NY
（1987））；または（５）膵胆汁分泌の変化（Fine,H.
ら、Am.J.Physiol.245:G358−G363（1983））。以上の
要因に加え、またはそれらに起因せず、膵萎縮は現在利
用されている非経口栄養溶液中に特定の栄養素が無いこ
とから影響を受けると思われる（Wilmore,W.W.ら、Surg
ery 104（５）:917−923（1988））。

骨格筋の衰弱，腸絨毛・膵臓の萎縮，透過性亢進をも
たらす腸壁の衰弱，免疫能低下、またはTPN下に発現す
るその他の異化機能不全は、高濃度はGLNの投与により
防止できることを示した従来の研究はない。

発明の要約 本発明においては、腸粘膜・膵臓萎縮を含む異化性腸
管関連疾患（異化機能不全），腸透過性亢進，宿主防衛
能傷害，免疫能低下（各々癌放射線療法・化学療法また
は静脈内栄養法に関する）を示すか、示す危険のある動
物、または骨髄移植下の動物に治療有効量のGLNが投与
される。このGLN量は健常人の食事に通常存在している
量より多い。この増加量のGLNは、ある種の異化機能不
全で必要とされる多量のGLNを補うのに必要である。外
からの供給源が無い場合、GLNは上記の異化傷害下の筋
組織の分解により得られると思われる。異化機能不全下
で筋肉からのGLN放出が亢進するにも拘らず血漿中GLN濃
度が低下するのは、全身性のGLN欠乏があることを示し
ている。筋肉からのGLN放出の亢進にも拘らず、腸粘膜
細胞の需要は供給を上回っている。このため、腸絨毛萎
縮と腸壁関門の分解が起きやすくなる。この関門の喪失
は、腸管関連組織や他のリンパ様組織における免疫能低
下と共に感染の重量な素因となる。腸損傷に加え、膵萎
縮は同様の状況下でも発症する。

したがって、本発明は、動物における腸粘膜・膵萎縮
を含む異化性腸管関連疾患，腸透過性亢進，宿主防衛能
傷害，免疫能低下を治療し、骨髄移植からの回復を促進
する方法を提供する。本法は、上記動物に治療有効量の
GLNまたはGLNの機能性同族体を投与することから成る。

ストレスを受けている患者に外因性GLNを与えると、
小腸の代謝要求と免疫系が一層良好に支持され、全身的
な蛋白異化の速度が低下する。骨髄移植を受けた患者へ
のGLN投与は、放射線／化学療法，移植片対宿主疾患、
およびTPNに引続く胃腸傷害や免疫能低下を改善するの
に特に有益である。炎症性腸疾患の患者へのGLN投与も
有益である。

炎症性腸疾患における糖質コルチコイドの治療効果
は、その抗炎症作用だけでなく、腸を覆う腸細胞内部で
の基質代謝を増大する作用にも関連がある。腸細胞に対
し一層多量の基質を供給することにより外因性GLNの投
与はまた、血漿および骨格筋のGLN欠乏を予防すること
にも貢献する。同様に、GLNは腸未熟の幼児における移
植小腸の生着を促進するか、腸代謝を補助すると思われ
る。

図面の説明 第１図は、窒素取込みの関数としての窒素平衡をプロ
ットした図である。

第２図は、動脈血中の総分鎖アミノ酸（BCAA）濃度を
BCAA投与速度と比較した実施例５のデータのグラフを示
す。データは平均値±SEMを示す。生理食塩水を投与し
た動物でのデータは含まれていない。

第３図は、BCAA流出（後四分体）とBCAA注入との関係
を示す実施例５のデータのグラフを示す。

第４図は、術後６時間目のBCAA流出（後四分体）と動
脈血中BCAA濃度の増加を比較した実施例５のデータのグ
ラフを示す。

第５図は、術後６時間目の窒素流出（後四分体）とBC
AA流出（後四分体）を比較した実施例５のデータのグラ
フを示す。

第６図は、術後６時間目の窒素流出（後四分体）と術
後24時間目に測定した筋細胞内アミノ酸窒素の変化を比
較した実施例５のデータのグラフを示す。

第７図は、同種骨髄移植後の累積窒素平衡に対する高
用量GLN−TPNの影響を証明するデータのグラフを示す。

好適な実施態様の簡単な説明 本発明者らは、腸粘膜・膵萎縮を含む異化性腸管関連
疾患（異化機能不全），腸透過性亢進，宿主防衛機構傷
害，免疫能低下を治療する新規な方法を考案した。本発
明は、上記の疾患のいずれかに羅患しているか、それを
発症する可能性のある動物に治療有効量のGLNまたはそ
の機能性同族体を投与することから成る。この治療有効
量は、通常の食事に含まれている量より大きい。ヒトで
の通常の食事からの取込み量は、ほぼ２〜4g/日であ
る。

異化機能不全は、解剖学的構造の分解が起こる正味の
異化反応を惹起する状態である。GLNの食餌による投与
により、身体がGLNを合成する必要がないか、骨格筋の
分解によりGLNを得る必要がないように、異化異常下で
の生化学的必要量を満たすようである、 本発明は、GLNの必要性が増大している全ての異化機
能不全に用いることを意図している。このような異化機
能不全は、消化管の臓器や細胞、または他の細胞や臓器
系と関連がある可能性がある。非経口食投与中の小腸絨
毛の萎縮は通常は、腸細胞に対する直接的な異化作用に
起因して発現するのではなく、むしろ患者の食事中にGL
Nが欠けていることに起因する。

“経腸”とは、胃と肛門の間の消化管の部分に栄養を
投与する方法を指す。

“非経口”とは、消化管外の領域に栄養分を投与する
方法を指す。

GLN要求の増大を示す非経口的異化機能不全は、敗血
症を含む多くの臨床的異常，術中・術後，火傷，カロリ
ー欠乏，制御不能の糖尿病において発現する。

本発明が有効な動物は通常、人を含む哺乳類に分類さ
れる動物である。

“病的腸透過性”とは、病的状態に伴なう腸壁透過性
の亢進を指す。例えば胃に導入したラクツロースの吸収
や尿中排泄等の各種手段により検出できるそのような腸
透過性は、癌化学療法剤の投与,TPN,その他の損傷や病
的状態と関係がある。

“治療”とは、病的状態を構成する症状または症候群
の予防，改善または治療を意味する。

“膵臓萎縮”とは、膵臓組織または膵臓機能の喪失を
指す。

“免疫能低下”とは、免疫学的機能の減弱を指し、こ
れは試験管内（in vitro）か生体内（in vivo）で測定
できる。このような機能には、光源または分裂刺激物質
に応答したリンパ球増殖，抗体反応，細胞性免疫反応
（遅発性過敏性反応等）が含まれるが、これらには限定
されない。免疫能低下の様々な形態（この用語で意図さ
れたもの全て）は、病原性微生物のような種々の病原体
に対する宿主防衛機能の低下をもたらす恐れがある。免
疫能低下は化学療法剤による治療から派生する良く知ら
れた結果であり、ある形態の物理的外傷，火傷，栄養不
良，糖尿病，その他の病的状態から起こる結果でもあ
る。

“宿主防衛機構傷害”とは、細菌，ウイルス，真菌を
含む（但し、これらに限定されない）各種病原微生物に
よる感染に対する感受性の増大を表わす。このような傷
害は腸壁関門の衰弱から発現し、通常は病原体が粘膜関
門を経由し腸内腔から進入するのを防ぐことを可能にす
る。そのような傷害は免疫能低下から起こると思われる
（この低下状態では、免疫系の細胞が有する病原体の抗
原構造に応答する能力が抑制される）。宿主防衛機構障
害は、他の細胞が有する機能の異常（白血球遊走能、食
作用，細菌作用等の低下、マクロファージ機能の変質、
その他の先天的宿主抵抗機能の異常−これらは従来良く
知られている）にも由来する（Mims,C.A.,The Pathogen
esis of Infections Diseases （2nd Edition）,1982,A
cademic Press,N.Y.;参考のために記載した）。

様々な細胞型の生存または増殖のために組織培養の培
地中にGLNが必要であることは、従来から良く知られて
いる（Freshney,CULTURE OF ANIMAL CELLS,A Manual of
Basic Technique,Alan R.Liss,Inc.,New York,198
3）、参考のため記載）。例えば、in vitroでのリンパ
球増殖と分化は培地中の高濃度のGLNに大いに依存して
いることが良く知られている。例えばGLNが添加されて
いないTPN実施後において、in vivoでのGLN欠乏は、リ
ンパ球機能抑制をもたらすことが示され得る。この機能
喪失は、TPN処方へのGLN添加により一部防止されるか、
一部回復される。

本発明の方法が有効な機能不全または症状に適用され
る“実質的に関係する”という用語は、機能不全中・不
全後に生化学的なGLN要求が起こるような場合を指す。

GLNの投与は経腸と非経口の両方法により行うことが
できる。

GLNの経腸投与法の具体例は、経鼻的に胃または十二
指腸領域に挿入するか、または胃瘻造設術や空腸瘻造設
術のような場合に外科的に植込んだ小径のチューブの使
用である。

非経口投与法の具体例は、皮下，筋肉内または静脈内
注射、および鼻咽頭，粘膜または経皮吸収を含むが、こ
れらには限定されない。ほとんどの症例ではGLNは静脈
内投与される。静脈内投与では、液状の治療有効量のGL
Nを容器から直接投与する。すなわち、容器からチュー
ブが伸びており、これが注射針に接続され、この注射針
が患者の大静脈に刺入されるのである。

どの投与経路を用いるにせよ、GLNは単独または食事
補助剤として投与できる。食事補助剤として用いられる
場合、患者に投与する前にGLNを既存の経腸または非経
口食と混合できる。GLNを食餌の他の成分と直接混合せ
ずに投与することも可能である。例えば、GLNを主な静
注用ビンに直接添加せず、ピギーバックビンを用いた通
常の容器に添加するような静注法である。

GLNの機能性類縁体，誘導体，置換体，異性体，同族
体等のGLNの特性を有するものは、GLNと同等と考えられ
る。好適なのは、アミノ基を供与でき、クレブス回路で
代謝可能な類縁体である。最も好適なのは、炭素鎖の一
末端にアミノ酸残基を、他の末端にアミノ部分を持つ化
合物である。

GLN投与の治療有効容量範囲は、代謝のホメオスタシ
スを維持するために体内組織の異化または萎縮を防止す
るのに充分な量である。経腸食では、GLNは0.3g/体重kg
/日以上で投与されるであろう。このような投与速度
は、0.3〜2.0g、好ましくは0.3〜1.5g、より好ましくは
0.4〜1.0g/体重kg/日にできるであろう。静脈内投与時
のGLN投与速度は0.1g/体重kg/日以上であろう。すなわ
ち、0.2〜3.0、好ましくは0.3〜2.5、より好ましくは0.
4〜2.0g/体重kg/日であろう。

本発明の方法によれば、GLNは、単に既存の食餌処方
を適切な濃度のGLNを含有するように変えることにより
投与できると思われる。最も好適には、GLNを無菌の乾
燥凍結粉末のような乾燥形状にしておき、投与時に無菌
的に水に溶解した後に食餌組成物の他の成分と適切な濃
度で混合させる。あるいは、GLNを乾燥処方物の他の成
分と予備混合し、投与時に無菌的に水に溶解するか；ま
たは凍結乾燥濃縮品として保存しておき、これを使用的
に溶解し、適当な濃度で混合する。

本発明に従う方法によるGLNの使用は、理想的には組
成物の調製に適している。これらの組成物はGLN,GLN含
有ジペプチド,GLN塩から成り、これらの成分を単独、ま
たは他の化学物質と混合して用いればよい。このその他
の化学物質とは、薬学的に許容できる担体や、他の食餌
の有効成分（例えば遊離アミノ酸，蛋白水和物、または
オイル）でよい。

非経口投与用の薬剤は、無菌の水性または非水性溶
液，懸濁液，乳濁液を含む。担体または密封包帯は皮膚
透過性を増大し、皮膚からの吸収を高めるのに使用でき
る。

本発明はさらに、本発明の成分から成る薬剤または医
薬組成物にも関する。この薬剤は、異化機能不全，腸管
関連疾患（腸粘膜・膵萎縮を含む），腸透過性亢進，宿
主防衛機構傷害，免疫能低下を治療し、骨髄移植からの
回復を促進するのに用いられる。

本発明は、異化機能不全を予防または改善するGLNに
富む組成物にも関する。GLNに富む組成物は、治療に有
効であり通常食中の量より多い濃度のGLNを含有する。

本発明の組成物を入れる容器は、本発明の方法に従う
GLNの投与を容易にするために用いることができる。こ
れらの容器は、例えば患者に投与されるGLNの日用量を
入れるように考えられている。

GLN単独で、または他のアミノ酸と併用して静注する
のに適した容器は特に有用である。このような容器は、
液状のGLN含有組成物の容器と、注射針に接続できる液
体輸送手段から成る。

液体輸送手段は、容器中の液状組成物をプラスチック
チューブのような注射針に輸送できるものなら何でもよ
い。

上記輸送手段に接続された注射針は、直接患者の血管
または静注用カテーテルに刺入できるか、または患者に
投与する前に他の溶液と混合できるよう輸注ビンに刺入
できる。

上述の開示は一般的に本発明を説明したものである。
本発明をより完全に理解するには、以下の特定の実施例
を参照されたい。但し、これらの実施例は単に例示のた
めに設けられたものであり、特記しない限り本発明に限
定を加えるためのものではない。

実施例１ 動物の世話と手術手順 体重20から40kgの22匹の雑種犬を農場から手に入れ
た。その農場では雑種犬を規則的に運動させ、そして寄
生虫（parasites）の有無をスクリーニングしてあっ
た。すべての雌犬は妊娠していなかった。一方犬舎にお
いては、これらの動物をハーバート医学校の動物に関す
る委員会および実験動物資源研究所の実験動物の世話と
利用に関するガイドライン、国立研究評議会（DHEW発
行、＃NIH 78−23、1978年改討）のガイドラインに従っ
て飼養した。これらの動物は24時間光が照射され、20℃
の一定温度の個別の犬舎に飼った。これらの動物を毎朝
２時間運動させ、任意量（ad libitum）の水を与え、そ
して（蛋白質を少なくとも25％、脂肪10％、かつ残りの
カロリー源は炭水化物として含む）アッグウエイ・レス
ポンド（Agway Respond）2000ドライ・ドッグ・チャウ
（Dry Dog Chow:登録商標）を食料として午後１時から
３時の間に与えた。５日から７日間、犬小屋の状態に順
応させて、この期間内においてこれらの動物をパブロフ
台（Pavlov stand）に静かに休むように訓練した。基礎
サンプルを入手する前日の午後５時にすべての食物を犬
小屋から除去した。一晩食物を断った後、犬を少なくと
も20分間歩かせパブロフ台に乗せ、前肢静脈にカニュー
レを挿入した。犬を少なくとも20分間パブロフ台で休ま
せた後、静脈血サンプルをアミノ酸の定量のために採取
した。チオペンタール・ナトリウム（アボット研究所
（Abbott Laboratories）、5mg/kg体重）の静脈注射を
用いて麻酔を急速に誘発させた後、外側広筋の生検を、
ベルグストローム（Bergstrom）ら、Journal of Applie
d Physiology,vol.36:pp693〜697（1974）の方法によっ
て得た。その後、この動物を台から下引し5ml動脈血サ
ンプルを、経皮的穿刺（percutaneous puncture）によ
り大腿動脈から採取した。

標準的手術手順の前に、この動物を最低２日間かけて
生検から回復させた。外科手術の前の日に、再びすべて
の食餌を午後５時に犬小屋から取り除いた。午後７時
に、犬を20分間歩かせ手術室に運び、そこでペントバル
ビタール・ナトリウム（アボット研究所、30mg/kg体
重）を静脈内に注射して麻酔をかけた。気管内チューブ
を置いて、犬に酸素および部屋の空気との混合物を自発
呼吸させた。この犬を仰臥位の手術台上に置いてカニュ
ーラを経皮的穿刺によって外頚静脈に入れ、上大静脈内
に注入した。開始時間を記録した後、注入液を4ml/hr/k
gの一定の注入量（IMEDポンプ（登録商標）、カルフォ
ルニア州サンディエゴ市でこのカニューラを介して投入
した。ペニシリンＧ（E.R.スクウィッブ（Squibb）、プ
リンストン、NY;600mg）とケフリン（登録商標）（イー
ライ・リリィー（Eli Lilly），インディアナポリス、
IN;lgram）を静脈内に注入した。膀胱にカテーテルを挿
入し、初期の尿サンプルを捨て、カテーテルを24時間採
取できうように密閉尿バックに接続した。この犬の腹部
と横腹の毛をそり、皮膚を石鹸と水とで洗浄し、ポビド
ンヨウ素プレップ（perp）溶液（クリニパッド（Clinip
ad）Corp.,ギルフォード（Guilford）,CT）を用いて支
度を整えた。この犬を減菌シートで覆って、腹腔を雌の
場合垂直臍下切開し、雄の場合、右正中傍（paramedia
l）切開した。腸を上腹部の方へ後退させ、露出した腹
膜後腔を切開した。右の深位の弓状湾曲腸骨動脈および
静脈と中央仙骨動脈を鋭く切開して分離した。シラステ
ィック（silastic）で被覆して2.8mmODポリエチレン・
カテーテルに接続したポリエチレン管（2.08mmOD）の6c
の断片からなる特別に調整したカテーテルを、右の深位
の弓状湾曲腸骨動脈を介して大動脈に頭蓋から6cm挿入
した。先端が大動脈分岐に1cm近位にあるが、下腸間膜
動脈の遠位に位置する中間仙骨動脈を介して大動脈に同
様のカテーテルを、頭蓋から挿入した。第３番目のカテ
ーテルを、右深位にあって腎静脈の遠位に位置する弓状
湾曲腸骨静脈を介して、挿入した。すべてのカテーテル
を、動かないようにして横腹の刺傷を介して体外に取り
出した。その後、腹部をふさぎこの動物を左側に向きを
変えた。外側のカテーテルを適宜な長さに切断し、間欠
性注射ポート（ports）（ジェルコ（Jelco:登録商
標）、クリチコン（Critikon）社、タンパ（Tampa）F
L）に接続された鋭い注射針でプラグをして、食塩水を
用いて洗い流して、ヘパリン（1,000ユニット/ml）で満
たし皮下に外側のカテーテルを埋め込んだ。注射ポート
（injection ports）は、この動物の横腹上に高く、皮
膚下で脊柱の近傍に位置している。これにより、カテー
テルの注射ポート（injection ports）の経皮穿刺によ
って大静脈および大静脈への接近を容易にした。ケフリ
ン（Keflin:登録商標,1グラム）を、静脈カテーテルを
介して手術後８時間後と24時間後に２回さらに投与し
た。

手術手順に続いて、この動物を横たえ、麻酔からの回
復の間中、熱ランプと毛布で体温を維持した。注入を開
始して後約５時間経てから、この動物をパブロフ台に置
いて、ｐ−アミノ馬尿酸溶液（PAH、食塩中0.5％w/v）
を、ハーバート・ポンプ（Harvard pump）を用いて0.76
ml/分の速度で、医用仙骨動脈カテーテルを介して遠位
大動脈中に注入した。色素を注入してから40分後、同時
に動脈サンプルおよび静脈サンプルを、アミノ酸濃度お
よびPAH濃度の測定のために採取した。３組のサンプル
を20分の期間にわたって10分間隔で吸い出した。その
後、カテーテルを水で洗浄し、ヘパリンで満たして、こ
の動物をパブロフ吊り包帯にくるんだ。実験開始後23時
間を経てから、後四分体流出（hindquarter flux）実験
を繰り返した。24時間後、尿の採取を止めた。この動物
は静脈経由でにチオペンタール・ナトリウムを前記のよ
うに投与されて、前に生検しなかった足の外側広筋の生
検を行った。静脈内注入をやめて、この動物を続く24時
間代謝ケージの中に入れた。同ケージでは、この動物に
任意量の水を与えたが、食物は与えなかった。

実施例２ 注入液 すべての動物に4ml/hr/kgの速度で注入した。５匹の
対照動物を0.9％の食塩水に入れた。他の動物は、約0.3
12（Ｎ＝２）または0.624（Ｎ＝６）グラムの窒素/24hr
/kg体重を与えるように予定した２つの異なった濃度の
市販アミノ酸溶液（フレアミン（FreAmine III）（登録
商標）、アメリカン・マックグロウ（American Mcgra
w））を与えた。高投与量は４グラム当量の蛋白質/24hr
/kg体重を与えるような意図で行った。３匹の動物を0.3
12グラムの窒素/24hr/kgにあるGLNを含有する溶液に入
れた。最後の群（Ｎ＝６）は、GLNとフレアミンの等量
混合物に入れ、窒素として0.624グラム/24hr/kg与え
た。GLN溶液を、蒸留水中でＬ−GLN（シグマ（Sigm
a）、セント・ルイス,MO）によって溶解し、0.157モル
溶液を調整し、その後、水酸化ナトリウムでpH＝6.8に
調整した。この溶液を0.22μＭの膜を通して濾過によっ
て滅菌し、４℃で24時間未満貯蔵した。利用する際の朝
に、これらの溶液を、２リットル・バッグ中で必要とす
る濃度で配合し、使用するまで４℃に維持した。注入の
最後にそれぞれのバッグから10mlの溶液を取り出して、
窒素含有量の分析のために−20℃で貯蔵した。さらに、
10mlのサンプルを、前記のようにpH＝4.75に調整して、
GLN含有量の分析のために冷凍貯蔵した。

実施例３ サンプル流の調整と分析 全ての血サンプルと血漿サンプルを氷冷10％（w/v）
過塩素酸の等体積を配合することによって脱蛋白し、そ
の後、20分間40℃において3,000rpmで遠心分離した。上
澄み液のアリコート（aliquot）2mlを、0.2Mの酢酸ナト
リウム緩衝液（pH＝4.90）を用いて緩衝して、5Nの水酸
化ナトリウムを用いてpH＝4.75〜4.90に調整し、蒸留水
で最終的な体積を4mlにした。これらのサンプルを、ル
ンド（Lund）（ベルグマイヤ（Bergmeyer）編集、Metho
d of Enzymatic Analysis,第４巻,Academic Press,197
4,pp.1719〜1722）の方法を変形した酵素ミクロ蛍光分
析を用いてGLN濃度およびグルタミン酸塩濃度を後でバ
ッチ分析するために−20℃に貯蔵した。

筋肉生検手順の間、組織を除去した時、ストップ・ウ
オッチをすぐに始動させた。脂肪と結合組織のない筋肉
を切り裂いて、２片の不等量部分に分けた。両者のサン
プルの重量を、その後の２分間にわたって少なくとも４
回計り、生検に続く重量と時間とを記録した。実際の時
間ゼロにおける筋肉の湿重量（wet weight）を、時間に
対してプロットした重量の最適直線回帰推定から計算し
た。小さなサンプル（約15mg）を90℃のオーブンにおい
て恒量に乾燥して、乾燥した脂肪のない固形物の重量
を、石油エーテル中で抽出後採取した。その後、このサ
ンプルを250μの1N硝酸中に温浸し、塩素含有量を半
自動式滴定器（ラジオメータ（Radiometer）、コペンハ
ーゲン）を用い硝酸銀で測定した。血漿の塩素もまた定
量し、細胞内水および細胞外水を、同上のベルグマンの
方法を用いて計算した。第２番目の筋肉サンプル（約10
0mg）を、ポリトロン（Polytron）ホモジネーター（ブ
リンクマン（Brinkman）、ウエストベリ（Westbury）、
NY）を用いて、氷冷した0.5mlの過塩素酸（10％w/v）で
ホモジネートした。このホモジメートを遠心分離して、
上澄み液を酵素性GLNおよびグルタミン酸塩の分析のた
めに調整した。

本実験の始めに、血漿濃度と細胞内GLN濃度とグルタ
ミン酸塩濃度を、前に記載した酵素的方法（Muhlbacher
et al.,American Jouranl of Physiology,vol.247:E75
〜E83（1984））を用いて定量した。他のアミノ酸の濃
度を、ｏ−フタルアルデヒドを用いてカラム前誘導した
後、自動高速運転液体クロマトグラフィー（HPLC）を用
いて定量した。GLN,グルタミン酸塩，プロリン，システ
イン、およびリジンを除いて、蛋白質に通常見いだされ
る全アミノ酸を定量した。研究が進むにつれて、HPLCを
用いてGLN−グルタミン酸塩測定のために技術を発揮さ
せた。２つの技術（酵素分析とHPLC）によって測定した
サンプルは、匹敵するグルタミン−グルタミン酸塩濃度
を与えた。従って、HPLC分析だけを、研究の後の箇所で
用いた。動脈中および静脈中のサンプルにおけるPAHの
濃度を５％のトリクロロ酢酸（Muhlbacher et al.,同
上）を用いて脱蛋白後、分光光度分析によりした。

24時間の注入の間に排出された尿を、密閉尿採取系に
採出して、酸性化した冷凍容器中において貯蔵した。ア
リーコトを、バッチ分析のために−20℃に冷凍した。注
入溶液および尿の窒素含有量を、マクロ・キェルダール
法（Peters et al.,Quantitative Clinical Chemistry,
vol.2,Williams ＆ Wilkins,Baltimore,MD,.1932年,pp.
516〜538）によって、同じバッチ内において定量した。

統計的計算を、標準統計パッケージ（Minitab,Pennsy
lvania State University,State College,PA,1983）を
用いてIBM 4341コンピュータで実行した。その結果を平
均±SEMで表現した。対別（paired）および非対別（unp
aired）のスチューデントのｔ−検定を適切なものとし
て用いた。分散の解析を多重群対照（multiple group c
omparison）用に用いた。回帰分析を最小２乗法を用い
て実行した。0.312グラムの窒素/24hr/kgを摂取する群
においてサンプルの大きさが小さいために、ほとんどの
統計的比較は他の群間に実行するだけであった。

後四分体（hindquarter）の血流量を前記のように計
算し（Muhlbacher et al.,同上）、流速を動物の大きさ
の変動を説明するために体重（kg）当たりで表わした。
アミノ酸の流出速度を血流量と動脈と静脈の濃度差との
積として計算した。サンプルの３つの組を抜き取り、流
出量は各々の組について計算し、３個の値の平均を決定
した（Muhlbachter et al.,同上）。全体血，血漿，細
胞内水における全アミノ酸窒素を各々のアミノ酸の窒素
含有量を考慮に入れ、合計することによって計算した。

実施例４ 血漿および細胞内アミノ酸濃度 血漿アミノ酸濃度を、手術前および標準的手術後24時
間経過してから測定した。食塩水で措置した動物におい
ては、血漿の全窒素含有量は手術手順によって変化しな
かった（表Ｉ）。GLN濃度は一定で留まったが、BCAAの
濃度は上昇し、それらの濃度の合計は、362±21から501
±９μ mol/（ｐ＜0.01）に上昇した。0.624グラムの
N/24hr/kgを摂取する動物においては、血漿窒素濃度が
上昇する傾向にあった。このことはアミノ酸およびGLN
の混合物を摂取する群においてのみ統計的に有意であっ
た。血漿GLN濃度はこの群においても上昇した。BCAAの
濃度はアミノ酸注入を受ける全ての動物において上昇し
た。

骨格筋肉の窒素濃度は、食塩水の注入の間減少した
（表II）。全アミノ酸窒素のこの減少は、GLNが21.48±
3.21μ mol/細胞内水から15.86±3.80（ｐ＜0.05）へ
減少することにより直接的に反映されている。細胞内プ
ール（pool）における非必須アミノ酸の全量は減少した
が、細胞内プールの全必須アミノ酸の合計は変化しなか
った。0.624グラムのアミノ酸窒素/24hr/kgを受ける動
物においては、細胞内窒素およびGLNの変化は生じなか
った（表II）。統計的な有意性はアミノ酸およびGLNの
混合物を摂取する動物においてのみ達成されるけれど
も、より高いアミノ酸負荷を注入することで、BCAAの細
胞内濃度は上昇する傾向にある。手術後のこれらの２つ
の群においては、必須アミノ酸および非必須アミノ酸の
全濃度は有意的に変化しなかった。窒素の高投与を受け
る動物と比較して、0.312gm N/24hr/kg注入された５匹
の動物は、注入された溶液にも拘らず、骨格筋肉細胞内
窒素プール（pool）を一貫して存続しなかった、細胞内
GLNは３匹の動物において減少し、１匹においては変化
せず、１匹については増加した（データは示さない）。

このように、GLNを有するか、またはGLNを有しないア
ミノ酸混合物としてのアミノ酸を0.624gm N/24hr/kgを
与え、骨格筋細胞内アミノ酸プールを維持した。細胞内
のGLNの減少によって特徴付けられる細胞内プールにお
ける減少は、食塩水を摂取する動物において一貫して発
生し、低投与量のアミノ酸を摂取する動物においては変
動した。個々のアミノ酸窒素流出（flux）の合計として
計算される正味の後四分体アミノ酸の流出（flux）は、
食塩水を受け入れる物質における手術後６時間で測定し
た時、平均して−19.05±4.06μ mol N/min/kgとなる。
これは、0.624gmのアミノ酸/24hr/kgを受け入れる２群
の動物において観測される−7.70±5.9および−6.50±
1.18μ mol N/min/kgの流出速度よりも著しく大きい。
しかしながら、後四分体からのGLNの流出は、３群につ
いて変化しなかった。これに対して、BCAAは、食塩水の
み摂取する犬において放出されるが、高投与量のアミノ
酸を摂取する２つの群の動物においては吸収される。BC
AAの後四分体輸血はBCAAの投与速度と関係しているよう
に思える。すなわち、後四分体は、食塩水で措置した群
におけるBCAAの放出、アミノ酸およびGLNを含有する溶
液との平衡および最高のBCAA投与を受け入れる群におけ
る摂取を証明している。0.312gm/24hr/kgを受け入れる
５匹の動物において、食塩で措置した犬に匹敵する後四
分体の窒素の流出においては著しく変化しなかった。し
かしながら、これらの流出（flux）のデータにおいてか
なりの変動があり、研究している動物の数は少ない。手
術後24時間の実験の後四分体アミノ酸流出は群間に相違
がない（表III）。

食塩水と共に浸出される５匹の動物中の窒素排出は、
0.492±0.22gm N/24hr/kgであった。市販のアミノ酸混
合物の高投与量を受けた６匹の動物では、測定窒素摂取
量は0.632±0.001gm N/24hr/kgであり、窒素排出は平均
0.684±0.031（表IV）であった。1/2量の市販アミノ酸
溶液と1/2GLNからなる溶液を摂取した６匹の動物では、
窒素摂取量は排出に匹敵するが、排出の方が多く、平均
0.775±0.019gm N/24hr/kg（ｐ＜0.05）であった。これ
らの２グループにおける窒素平衡は、食塩水を受けた動
物において、それぞれ平均−0.052±0.031および−0.14
0±0.022gm N/24hr/kg未満のマイナス値であった。ほぼ
0.312gm N/24hr/kgを受けた５匹の動物では、平均窒素
排出は食塩水対照で観察された値と、大量の注入窒素を
摂取した動物で観察された値との中間であった。総合す
れば、これらの研究によれば、窒素平衡は、投与された
窒素増加量として、平衡に近付くことが示された（第１
図）。

GLNが市販のGLNフリーのアミノ酸溶液と混合される
と、窒素平衡における効果は付加的であった。合計する
と、窒素は市販アミノ酸の注入に対応して保持される
か、または溶液が混合された場合は、保持窒素の代わり
にGLN単独が計算された。

これらの研究によれば、犬における手術ストレスは、
負の窒素平衡と、骨格筋肉の細胞内の遊離アミノ酸プー
ルの落ち込みと協同して後四分体からのアミノ酸流出増
加によって証明されるように、骨格筋肉の正味蛋白質崩
壊を促進することが示される。先行研究によれば、蛋白
質消費は、偏食や麻酔に関係しないが、明らかに手術ス
トレスに対する応答であることが示されていた（Kapadi
a等、サージカル フォーラム33:19−21（1982））。食
塩水措置グループにおける手術後６時間の後四分体から
のアミノ酸放出量は、慣性的にカテーテル注入で吸収さ
せた後の、基礎的条件下で研究された犬において観察さ
れた値のほぼ６ないし８倍であった（Mulhbacher等、ア
メリカン ジャーナル オブ フィジオロジー247:E75
−E83（1984））。この後四分体の窒素放出速度は、細
胞内遊離アミノ酸プールの不足によって説明することが
できず、それ故、骨格筋の正味蛋白質分解量を表してい
る筈である。

手術前の期間アミノ酸を与えると窒素の損失を補い、
血漿アミノ酸濃度を維持または増加させ、かつ骨格筋細
胞内の遊離アミノ酸プールの低下を減少させる。これら
の効果は注入されたアミノ酸窒素の量に関係すると思わ
れる。アミノ酸を最大量投与したときに身体全体、およ
び後四半部の窒素損失が著しく減少し、また細胞内のGL
Nおよび他のアミノ酸のプールも維持された。これらの
結果は、Annals of Surgery 191:465（1980）においてA
skanaziらにより報告された研究結果とは異なってい
る。彼らは、hipreplacement後において患者の細胞内の
GLNおよび他のアミノ酸濃度の低下は、ぶどう糖および
アミノ酸の注入によっては戻らなかったと報告している
のである。本発明の方法を用いて得られた結果は、この
以前の知見が注入されたアミノ酸の量および／または注
入物（infusate）中におけるGLNの欠乏に関連している
と思われることを示している。GLNのようなものを単独
で用いた場合であり、またフレアミンFreAmine（登録商
標）を用いた場合であれ、注入したアミノ酸濃度が低け
れば（0.312gm N/24Hr/Kg）、動物実験では3/5が細胞内
にアミノ酸プールを維持することができなかった。これ
に対して、アミノ酸の注入速度を高くすれば、細胞内プ
ールを安定化または増大できた。従って、窒素の投与量
を適切に定めれば、手術後に骨格筋細胞内のアミノ酸プ
ールを維持することができることと思われる。

食塩水摂取動物における細胞内遊離アミノ酸プールの
変化はGLNの急激な減少に起因すること大である。食塩
を注入した動物における細胞内遊離アミノ酸の変化は、
適当量の窒素を用意することによって妨げられた。これ
は、GLNが商業的に入手できる溶液中に存在しなかった
場合ですら起こった。これら環境下で細胞内GLNが維持
されるメカニズムは、GLN合成のGLN基質がアミノ酸転移
を介したBCAAから派生したことによると思われるが、明
らかではない。理由は説明できないが、正味のGLN流出
量はすべての群で同様であった。GLNの後四分体放出はB
CAAによっては促進されず、アミノ酸溶液中にGLN等を用
意しておくことによっては減少しなかった。この手術後
のモデルの結果は、BCAAの健常人について報告された効
果とは異なっている。健常人では、ロイシンの経口投与
に続くBCAAの上腕摂取は促進されたGLNの開放と関係し
ていた（Aokiらによる。Journal of Clinical Investig
ation 65:1522（1981））。

0.624gm N/24hr/Kgの速度で投与した２つのアミノ酸
溶液の組成には明らかに違いはあるが、２つの動物群に
おいて後四分体の窒素放出は同等であった。これは、バ
ランスされた溶液中の必須アミノ酸およびBCAAの量をGL
N含有溶液中のそれの２倍としたときでも、同じであっ
た。従って、手術ストレスの実験モデルにおいては、バ
ランスされたアミノ酸の処方にGLNを補充することは、
後四分体損失を減少させる上で、少なくとも、標準的に
バランスされた処方の少なくとも２倍の濃度と同程度に
効果的であった。

食塩を投与した犬では、BCAAが骨格筋から放出され
た。これらのデータから計算される定量的輸送速度は、
BCAAの目立った吸収は、術後の早期を通じ、特に肝臓に
おいてと思われるが、内蔵の組織において生じる。BCAA
を用意することでは、おそらく内蔵の必要量を満たし、
骨格筋流出を逆転させることによって、かかる転流が補
われると考えられる。後四分体の窒素平衡と細胞内窒素
プール量との間にも量的な関連がある。細胞内プールが
維持されたときには、後四分体は窒素平衡状態に近かっ
た。食塩を投与したときには、細胞内プールにおけるア
ミノ酸濃度は明らかに枯渇し、後四分体窒素は明らかに
失われた。骨格筋のたん白質分解と遊離アミノ酸プール
における窒素濃度との関係は未知であるが、これらのデ
ータは、骨格筋窒素平衡が細胞内アミノ酸濃度に関連し
ていること、および、GLNが体内のホメオスタシスのバ
ランスを維持する上で重要な役目を演じていることを示
している。

実施例５ BCAAの取り込みおよび筋遊離アミノ酸濃度は術後の筋肉
中の窒素平衡を予測する 骨格筋および全身の蛋白の異化作用を減らすためのBC
AAの注入の有効性を研究するために、種々の濃度のBCAA
を含むアミノ酸処方を、標準的な開腹および腹膜後の解
剖を行っている犬の３グループに対してこの研究では術
前に与えた。第４のグループは食塩水のみ与えられた。
犬の後四分体の流出技術を用いて、個々の、および全の
アミノ酸−窒素変換率が測定され、かつ骨格筋の蛋白の
異化作用を評価するのに用いられた。細胞内の遊離アミ
ノ酸濃度は経皮的な筋バイオプシーサンプルにおいて測
定された。その作業は、標準化された外科的処置を行っ
た後に、骨格筋アミノ酸代謝過程の規制に対して種々の
濃度を変えたBCAAを含む静注アミノ酸溶液が有する効果
に焦点をあてている。後四分体のアミノ酸の流出と、術
後の最初の24時間中の血漿および骨格筋中の遊離アミノ
酸の濃度を測定することによって、BCAAおよび他のアミ
ノ酸の注入に対する抗異化的な応答を評価することが可
能であった。

A.材料および方法 1.動物の手配および研究の手順 27頭の雄および非妊娠の雌の雑種犬は、これらの調子
が整えられ、かつ寄生虫に対してスクリーニングを行っ
た牧場から得られた。これらの犬は18キログラムと40キ
ログラムとの間の体重であり、ハーヴァードメディカル
スクール動物保護施設に研究前の少なくとも１週間収容
された。全ての手順は、ハーヴァードメティカルスクー
ルの動物委員会および既出の国立研究審議会の実験動物
資源研究所の実験動物の保護および利用に関する委員会
のガイドラインに従った。動物は24時間露光状態の犬舎
内に個体ごとに収容され、毎朝運動させられた。水は任
意に与えられ、プロペットレスポンド200の乾燥ドッグ
フード（少なくとも25重量％の蛋白含有、米国ニューヨ
ーク州シラキュース）の食餌は、日に１回、午後１時に
３時の間に与えられた。動物は研究前にパブロフのつり
革（sling）で完全に休めるように訓練された。

全ての食餌は、基礎研究または施術前の夜、午後５時
に犬舎から取り除かれた。基礎研究は、動物が運動をさ
せられつり革に配置された後の午後８時に行われた。こ
れらの研究は、血漿アミノ酸決定のための、カニューレ
が挿入された前脚の静脈からの血液サンプルの採集と、
細胞内の遊離アミノ酸を定量するためにチオペンタール
ナトリウム塩（米国イリノイ州北シカゴ、アボット社:5
mg/kg,IV）で全身麻酔された個体の外側広筋への経皮針
バイオプシーとからなる。バイオプシーをした後に、ま
だ犬が麻酔状態にある場合に、5mlの動脈血サンプルが
全血アミノ酸分析のための大腿部動脈への経皮穿刺によ
って得られた。

動物は、さらに研究が行われる前の３日間で回復させ
られた。施術日の午前７時に、一晩断食した後、再び動
物は運動させられ、かつチオペンタールナトリウム塩
（米国イリノイ州北シカゴ、アボット社:30mg/kg,IV）
で前脚カニューレを介する麻酔処置された施術室に連れ
ていかれた。気管チューブが通され、動物は室内空気と
毎分５リットルで供給される酸素との混合ガスを自発的
に吸い込まさせられた。犬は仰向けの姿勢で手術テーブ
ルの上に載せられ、16番手針のカテーテルを経皮的に外
側の頚静脈を介して上部大静脈内に配した。開始時刻を
書き留めた後に、食塩水または適当な供試アミノ酸溶液
の注入はこの中心のカテーテルを介してIMEDポンプ（米
国カリフォルニア州サンディエゴ）で開始された。セフ
ァロチン（米国インディアナ州インディアナポリス、リ
リー社）がこの手術の終了直前および終了時に投与され
た。膀胱にはカテーテルが挿入され、残尿を廃棄した
後、閉鎖系廃液収集が上記注入の開始時に開始され、24
時間行われた。静脈注射の注入終了後の代謝ケージ中の
動物に対する尿も第２度目の24時間の間、収集された。

犬の腹部および脇腹は剃られ、石鹸および水で洗浄さ
れ、ポビドンヨード溶液で準備された。動物は滅菌した
布で覆われ、雌では腹部に臍下中心線の切り込みを介し
て、および雄では右側のパラメディカルな切り込みを介
して入れられた。腸の一部は片側に収縮させられ、末端
の大動脈および下部大静脈の周囲の完全な解剖のため、
腹膜部分が露出させられた。右側の内部の腸骨近傍の動
脈と同様に、右側の曲折的な深遠部の腸骨近傍の動脈お
よび静脈が分離された。２本の動脈は、特別に準備され
たカテーテルでカニューレされた。このカテーテルは外
径2.8mmのポリエチレンチューブに連結されたポリエチ
レンチューブ（外径2.08mm）の6cmのセグメントからな
る。一方の動脈カテーテルは上記曲折的な腸骨近傍の動
脈を介して大動脈中に約6cmの位置まで挿入され、他方
の動脈カテーテルは内部の腸骨近傍の動脈を介して、尾
部の中腸動脈までは離れているが大動脈の分岐点まで1c
mの位置まで挿入された。第３のカテーテルは深部の曲
折した腸骨近傍の動脈を介して下部大静脈中に挿入さ
れ、腎臓部の動脈までは遠く位置された。全てのカテー
テルは動かないようにされ、右側の脇腹の刺し傷を介し
て体外に出された。腹部は数層で重ねて閉じられ、動物
はその左側に向けられた。外部に出されたカテーテルは
適当な長さに切断され、短い太針で栓をされ、間欠的な
インジェクションポート（米国フロリダ州タンパ、クリ
チコン、ジェリコ社）でキャップされ、食塩水で洗い流
され、ヘパリン（100μ U/ml）で満たされ、皮下に埋め
込まれた。インジェクションポートは、経皮突き刺しに
よって動脈（大動脈）血および静脈（大静脈）血に容易
にアクセスできるように脇腹の高い位置に配された。

概２時間を要した、これらの手順に続けて、動物は傍
らに置かれ、麻酔からの回復中、ブランケットで体温が
維持された。上記の注入および手術の開始後５時間経過
してから、動物はパブロフのスリングに配され、パラ−
アミノ馬尿酸塩（PAH）のO 0.5％溶液がハーヴァードポ
ンプで0.7ml/分の速度で末端の大動脈カテーテルに注入
された。色素注入の40分後、アミノ酸およびPAH測定の
ための10分間隔で動脈および静脈の同時採取サンプルの
３セットが得られた。その後、カテーテルはヘパリンで
洗浄されてから満たされた。動物は、注入の開始後24時
間、後四分体の流出研究が繰り返されるまで一定の監視
の下、スリングに保持された。この点において、最初の
24時間の尿の採集は終了し、かつ経皮的な後脚のバイオ
プシーが、再び簡単な一般的な麻酔状態下で、先にバイ
オプシーを受けていない後脚に対して繰り返し行われ
た。注入はその後終了し、第２度目の24時間の期間に代
謝ケージ内に置かれた。

2.注入溶液 全ての溶液は4ml/分/kgの速度で注入された。５匹の
対照動物は0.9％食塩水を受け入れた。３つの異なる濃
度（全アミノ酸濃度が11％,22％または44％）でBCAAを
含むアミノ酸溶液（表Ｖ）はアミノ酸を8.5％の標準ア
ミノ酸処方、すなわちフレアミンIII（米国カリフォル
ニア州アーヴィン、アメリカンマックグロー社）に添加
することによって調製された。全BCAAの注入速度は、そ
れぞれ0.46、0.92および84g/24時間/kgであった。３つ
全てのアミノ酸溶液は等窒素であり、約0.624g/24時間/
kgの窒素をバリン：ロイシン：イソロイシン（1:1.38:
1.05）の一定割合で供するものである。９匹の動物は11
％の食塩水を受け入れ、窒素が0.624g/24時間/kgの溶液
を得る。上記の食塩水は2.13％のフレアミンIIIに非必
須アミノ酸（NEAA）の混合物を溶解させて得られた。６
匹の動物において、NEAAはＬ−GLN単独からなり、その
うち３つについてはフレアミンIIIに見出された全てのN
EAA（アラニン、グルシン、アルギニン、ヒスチジン、
セリンおよびプロリン）の混合物からなり、その組成比
もフレアミンIIIと同様である。６匹の動物は4.25％の
フレアミンIII単独（２％BCAA）を受け入れた。最後の
７匹の動物は44％溶液を得るのに十分なBCAAで補われた
2.13％のフレアミンIIIを受け入れた。この最終処方は
Ｌ−GLN単独（ｎ＝４）としてNEAAあるいはフレアミンI
II（ｎ＝３）に見出されたNEAAの混合物を添加すること
によって等窒素とされた。全ての溶液は0.2μＭのフィ
ルター（MA,ミリス、ミリポア社）に通すことによって
滅菌され、施与前に一晩４℃で保存された。各溶液のサ
ンプル10mlは注入時期の最後に採取され、マクロキェル
ダール法による窒素分析のために−20℃で保存された。

3.血液、組織および尿のサンプル調製および分析 全血およびプラズマのサンプルは等量の氷冷10％過塩
素酸（PCA）の添加、およびその後の４℃、7000rpm、20
分間の遠心分離操作によって脱蛋白された。上清のアリ
コット2mlは0.2M酢酸ナトリウム緩衝液（pH＝4.90）0.3
mlで処理され、再び遠心分離された。上記緩衝液は5Nの
水酸化カリウムでpH4.75〜4.90に調整され、蒸留水で最
終容量の4mlとしたものである。その結果得られた上清
はその後のバッチ分析のために−20℃で保存された。

筋バイオプシーの処理中、ストップウォッチの進行を
組織除去の際に開始した。筋肉は脂肪および連結した組
織から切り離され、不等の２つの部分に分割された。各
サンプルの多数の重量は１分間に15秒のインターバルで
記録され、時間が零の初期の筋肉湿重量は、時間に対し
てプロットされた重量の最も適した線型減少から算出さ
れた。少量サンプル（約15〜20mg）は90℃のオーブンで
衡量になるまで乾燥させられ、脂肪遊離固形物の乾燥重
量は石油エーテルによる抽出後に得られた。サンプルは
その後1Nの硝酸250ml中に浸漬され、塩化物量はセミオ
ートマチック滴定器（コペンハーゲン、ライオメータ
ー）を用いた硝酸銀との滴定によって測定された。プラ
ズマ塩化物はまた類似の方法によって決定された。細胞
内および外の水分は前述したように塩化物の技術を用い
て算出された。第２の筋肉サンプル（80〜100mg）は重
量測定され、ポリトロンホモジェナイザー（米国ニュー
ヨーク州ウエストバリー、ブリックマン社）を用いて氷
冷PCA0.5ml中でホモジェネートされた。ホモジェネート
は遠心分離され、上清は、血液およびプラズマサンプル
に関して記述したように緩衝液の添加およびpH4.75〜4.
90へのpH調整によって分析のため調製された。

全血、プラズマおよび筋肉細胞内GLNおよびグルタミ
ン酸塩の濃度はルンド（LUND,既出）の方法からの酵素
的なマイクロ蛍光定量法によって、あるいはプレカラム
でｏーフタルアルデヒドとの誘導体化を行った後の自動
化された高速液体クロマトグラフィー（HPLC;Smith et
al.,J.Liq.Chromatog.8:1783−1795（1985））によって
決定された。上記２つの技術は比較可能な結果を出し
た。プロリン、シスチンおよびリジンを除く他のアミノ
酸は類似のHPLC法で決定された。動脈血および静脈血中
のPAHの濃度は、５％のトリクロロ酢酸での脱蛋白の
後、分光光度的に決定された（Muhlbacher et al.,Am.
J.Physiol.247:E75〜E83（1984）。

注入の24時間中に排出された尿は閉じられた排尿シス
テム内で収集され、酸性化された冷蔵庫内に保存され
た。アリコットはマクロキェルダール法による窒素の後
術のバッチ分析のために−20℃で冷凍保存された（Pete
rs et al.,In.Quantirative Clinical Chemisisstry,Vo
l.11,516〜538,Will3ms ＆ Willams（1932）。他の部分
は2000rpmで10分間、遠心分離され、テクニコン自動分
析器（米国New York州テリータウン）で尿およびクレア
チニンの後述の分析のために冷凍された。

4.計算および統計分析 後四分体は前述したように算出された（Muhlbacher,
F.,et al.,既出）。個々のアミノ酸に関する流出率は血
流の生成物および動静脈の濃度差として算出された。サ
ンプルの３セットは各時点ごとに線引され、その流出は
各セットごとに算出され、３つの値の意味が決定され
た。プラズマ、全血および細胞内の窒素濃度と同様に全
アミノ酸窒素流出は、測定された全てのアミノ酸の窒素
基の総ミリモル数として算出された。骨格筋の遊離細胞
内アミノ酸濃度は、細胞内の水分のリットル当たりで表
された。

統計計算は標準統計パッケージ（ペンシルバニア州立
大学、同州立単科大学、ミニタブ）を用いて行われた。
その結果は±SEMの意味として表記された。対および不
対の学生のｔ試験は適当なものとして用いられた。変化
の分析には複合グループ比較が用いられた。減少分析は
最少二乗法を用いて行われた。

B.結果 静注による注入の開始前で、ペントバルビタールナト
リウム塩の管理後に短期間に死亡した１頭の犬を除き、
全ての動物は手術の手順にもかかわらず生き延びた。こ
の死亡した動物は研究に含まれなかった。手順中の失血
は均一で最少のものであった。全てのカテーテルサンプ
ルは、22％BCAAグループにおける動物において開始から
時24間の時点で１つの静脈カテーテルを除いて、開始か
ら６時間および24時間の時点で特許された。

開始から６時間の時点における後四分体の血流は食塩
水の対照グループにおいて336.1±6.8ml/分/kgであり、
処理（11％BCAA,33.3±4.9;22％BCAA 42.4±8.8;44％
BCAA28.7±3.5;有意の差異なし）によって影響されな
かった。開始から24時間の時点における血流に変化はな
かった（それぞれ57.9±10.2;38.6±8.2;54.9±6.5;49.
7±13.2）。血流速度の上昇傾向および開始から24時間
の時点での可変性の増加傾向は、麻酔状態からの回復後
に増大する動物の動的活動に帰することとしてもよい。

1.尿として排泄される窒素および窒素平衡 手術後、排泄された尿の量は、食塩水のみを摂取する
犬が少ない量の尿を排泄する傾向があるが、４つの処理
グループにおいて比較可能であった（表VI）。食塩水グ
ループにおいては尿として排泄される窒素の平均は0.49
2±0.20g/24時間1kgであった。アミノ酸処理された動物
は初めは尿素の形態で、食塩水グループよりも35〜65％
多い窒素を排泄した。22％BCAA溶液を注入された犬は、
11％BCAAグループあるいは44％BCAAグループよりも尿素
窒素量および総窒素量で有意に少なく排泄した。クレア
チニンおよびアンモニアの排泄は全てのグループにおい
て比較可能であった。

血液尿素窒素および血漿クレアチニンは全てのグルー
プから選択された動物において手術前および手術後24時
間測定された。これらの濃度は手術前に全ての動物にお
いて正常であり、手術後でも僅かに下がったかあるいは
変化はなかった。従って、尿素の排尿速度は尿素生成速
度に近かった。11％および44％BCAA溶液を摂取する動物
においては観察された速い尿素生成は、平衡とされたア
ミノ酸混合物へのBCAAあるいはNEAAの添加によって提供
された余分の窒素に有意に関連された（ｐ＜0.05）。

窒素平衡はアミノ酸投与と否定されなかった。すなわ
ち、注入されたアミノ酸窒素の約50％は残留した。窒素
摂取がアミノ酸を摂取している全ての動物において同様
であったので、既に議論した窒素排泄における反復は窒
素平衡において影響された（表VI）。従って、22％平衡
アミノ酸溶液を摂取している動物は、11％または44％BC
AAを含む溶液を摂取している犬よりも窒素保持を有意に
大きく達成した。

2.全血アミノ酸濃度 食塩水処理動物においては、全血アミノ酸窒素は手術
後６時間の時点で減少したが、24時間までには手術前の
正常の水準に回復した（表VII）。この一時的な低アミ
ノ酸血症は、ある必須アミノ酸（スレオニンおよびチロ
シン）の有意の減少が起こるが、大部分において非必須
アミノ酸（グルタミン、アラニン、アルギニン、セリン
およびアスパラギン）の濃度の減少によって説明され
た。対照的に、注入されたアミノ酸を摂取している動物
は手術後６時間の時点において全血アミノ酸窒素濃度を
維持した。これらの濃度水準は24時間まで上記手術前の
対照の濃度水準を増加させた（ｐ＜0.05）。注入された
アミノ酸を摂取している動物の血液中の特定のアミノ酸
の濃度は注入された溶液の組成を反映した。例えば、BC
AA濃度は６時間および24時間の両時点においてBCAA投与
速度に関連した（第２図）。概して、６時間の時点での
全血GLN濃度は手術前の濃度水準を下回った（表VII）。
例外はGLNを強化した11％BCAA溶液を摂取しているグル
ープであった。この溶液は血GLN濃度が維持されたもの
であった。これらの動物においては、GLNが非必須の窒
素の半分を越えるものを含み、窒素が引き渡された全ア
ミノ酸の40％を越えるとの説明であった。24時間までは
GLN含有注入液を摂取している動物は正常の全血GLN濃度
よりも高い傾向にあった。

3.骨格筋細胞内遊離アミノ酸 食塩水処理された動物においては、細胞内遊離アミノ
酸窒素が手術前の水準と比較した場合に、手術後24時間
までは有意に減少した（表VIII）。この変化は大部分
（65％）において、全細胞内遊離アミノ酸プールの主要
部分を含む細胞内GLN中の特徴づけられた効果によって
説明された。アミノ酸注入液を摂取している動物では、
細胞GLNがGLN遊離11％BCAA溶液を摂取した動物に利用で
きるようになったが、細胞内窒素は維持された。細胞内
GLNはGLN強化溶液を摂取している動物において増加する
傾向があり、BCAA濃度はBCAA注入速度に比例して増加し
た。

4.後四分体のアミノ酸流出 食塩水処理された動物においては、手術後６時間の時
点で後四分体からアミノ酸窒素の正味の放出があった
（表IX）。この増加したアミノ酸放出は、BCAAを含む、
測定された殆ど全てのアミノ酸の放出を反映し加速し
た。この期間に、グルタミン酸塩およびアスパラギン酸
塩は後四分体を交差しての平衡を維持したアミノ酸のみ
であった。手術後24時間の時点において、後四分体のア
ミノ酸窒素の放出速度は減少し、大いに可変であるが、
殆ど全てのアミノ酸に関する動静脈の差異は零と区別で
きなかった。GLN放出はこの時点で持続した。

アミノ酸注入液を摂取している全てのグループの動物
において、６時間の時点で後四分体のアミノ酸窒素の放
出は類似しており、食塩水処理された動物の場合より明
白に少なかった（ｐ＜0.05）。６時間の時点でのGLNお
よびアラニンの放出は食塩水の対照においてよりもアミ
ノ酸を摂取している動物においての方が少ない傾向にあ
った。BCAAは食塩水の注入された動物において６時間の
時点で放出されたが、これらのアミノ酸はアミノ酸注入
液を摂取している犬において吸収された。BCAAの後四分
体における摂取はBCAAの投与速度（第３図）およびBCAA
濃度（第４図）に関連づけられた。

24時間の時点で、後四分体のアミノ酸窒素の放出は、
全てのアミノ酸注入グループに類似し、６時間の場合に
比較して変化がなかった。24時間の時点で、BCAAの後四
分体の交換は僅かに陽性であり、22％および44％BCAAグ
ループにおいて高い傾向にあった。この時点で、BCAAの
摂取は血液濃度およびBCAA投与速度に関連がなかった。

5.BCAA注入、BCAA後四分体の摂取および後四分体のアミ
ノ酸窒素の放出間の関連性 ６時間の時点での食塩水注入された犬においては、後
四分体BCAAの放出は加速されたアミノ酸放出と連動して
いた。アミノ酸注入液を摂取している動物においては、
後四分体の窒素平衡はBCAA摂取と相互に関連していた
（第５図）。食塩水を摂取している対照は窒素を摂取し
ていなかったので、この分析には含まれなかった。対照
の動物の細胞内の含有物は、よりプラスの傾きを有する
減衰線に帰結していた。その相互依存関係はBCAA流出が
後四分体のアミノ酸窒素流出の刺激の加重に包含されな
かったとしても維持された（ｐ＜0.02,r＝0.49）。従っ
て、BCAA流出を除いて窒素流出はまたBCAA摂取に関連し
ていた。窒素流出は血液中の総BCAA濃度あるいはBCAA投
与速度とは相互に関連性がなかった。これらの関係のな
いものは24時間の時点においては存在しなかった。

６時間の時点で後四分体のアミノ酸窒素の放出はまた
細胞内の遊離アミノ酸窒素プール内での変化を相互関連
があった（第６図）。細胞内のGLNでの反復は総遊離ア
ミノ酸窒素プール内での変化と緊密に関連性があり（ｐ
＜0.00;r＝0.90）、従ってGLNプール内の変化はまた後
四分体窒素放出（ｐ＜0.05;r＝0.66）と明白に関連性が
あった。これらの数学的関係は後四分体のアミノ酸窒素
の放出が細胞内の窒素プールにおける変化に関して訂正
された場合に、維持された。流出およびプールの測定は
異なる時点でなされたので、細胞内アミノ酸プールにお
ける２うの異なる変化率を仮定することによってこの訂
正がなされた。細胞内プール内の変化が手術後の最初の
６時間で発生したものと仮定した。代わりに、その変化
が24時間以上、一定の速度で発生したものと仮定した。
細胞内窒素プールの変化とアミノ酸窒素放出との間の関
係を変える訂正はなかった。

BCAA摂取は、６時間あるいは24時間の各点で後四分体
から離れている増加したGLNには関連性がなかった。BCA
A摂取は、また骨格筋細胞内の遊離アミノ酸プールで発
生した変化にも関連性がなかった（ｒ＝0.11,不明
瞭）。後四分体の窒素流出は予想されることが可能であ
り、そのデータの可変性の殆どはBCAAの６時間流出と遊
離アミノ酸窒素プールとが共に用いられた場合に、説明
されることが可能であった。その関係式は ｙ＝−9.58＋0.27x₁＋3.02x₂ ここで、ｙは６時間の時点でアミノ酸窒素流出（μ m
ol/分/kg）であり、x₁は６時間の時点でBCAA流出（μ m
ol/分/kg）であり、x₂は骨格筋細胞内の遊離アミノ酸窒
素における変化（手術の前後、mmol/L/24時間）であ
り、ｎは22（ｐ＜0.05,r＝0.86）であった。

C.議論 麻酔状態とされた犬における標準化された開腹術は重
病人で観察された胃化的な応答の多くを開始するために
示された。尿として排泄される窒素によって測定された
ように、トータルの体プロテインの胃化作用は増えてい
る。食塩水を摂取している対照の動物は手術後の最初の
24時間内に約12〜15gの窒素を排泄した。このモデルで
の先の研究は、窒素平衡が食物の摂取にもかかわらず手
術手順後の３日間酸性のままであるということを示した
（Kapadia et al.,Surg.Forum 33:19−21（1982））。
対照的に、対で食餌が与えられた偽装手術（shamoperat
ed）がなされた動物は術後の初日に窒素平衡に達成し
た。増加した尿窒素の損失と矛盾せず、かつこれに貢献
することに関し、後四分体の、手術後の６時間の時点で
トータルのアミノ酸窒素の放出は、一晩の断食後の対照
動物で観察された場合の６〜８倍であった（Muhlbacker
et al.,既出）。血液および骨格筋アミノ酸濃度の低下
など、食塩水処理された犬での他の変化は、ヒトでの異
化作用状態中に報告された反復に類似している（Askana
zi et al.,Ann.Surg.192:78−85（1980））。このよう
に、犬科のモデルは重病人での反復に類似している術後
の応答を示し、従って窒素代謝および骨格筋アミノ酸交
換上の外来アミノ酸の効果を調べるのに適している。

食塩水処理された動物においては、後四分体の、アミ
ノ酸窒素の放出が術後６時間、顕著に増加していた。こ
れは正味の骨格筋の全BCAAの放出と連動していた。同時
に、全血BCAA濃度は変化がなく、内臓器官のBCAAの消費
骨格筋の放出の加速度とおおよそ等価であった。アミノ
酸を摂取している動物においては、後四分体の総アミノ
酸放出が弱められ、全血および骨格筋窒素プールが維持
され、後四分体のBCAA放出の器官からBCAA摂取の器管へ
変換された。BCAAおよびさらに詳しくはロイシン摂取は
骨格筋の増加したGLNの放出と連動していなかった。

この研究は骨格筋アミノ酸放出および筋プロテインの
正味の変化が２つの独立した測定から予期され得るとい
うことを示している。これらは骨格筋の血管ベッドを交
差するBCAA流出の速度および骨格筋の遊離アミノ酸プー
ルにおける窒素濃度である。GLNは上記遊離プール中で
最も豊富なアミノ酸であるので、そのGLNの濃度の変化
はプール全体の変化を主として決定する。事実、遊離の
GLNにおける変化は全遊離アミノ酸における変化と同様
に筋肉の窒素平衡を予測する。

実施例６ 腸の切開手術後のグルタミンを豊富に含んだ経口食餌の
小腸への効果 A.導入 部分的な手術後の小腸の代償的成長は、腸壁のすべて
の層を含むが、柔突起増生により支配される。

成長する柔突起の高さと陰窩の深さは、腸の残遺物の
拡張と伸長に影響をうける（Williamson,R.C.N.,N.Eng
l.J.Med.,298;ページ1393−1444（1978年））。小腸の
切開術後、適切な形態学的また機能的な変化がおこる。
経口摂取は腸の切除手術後粘膜の増生の規制に重要な刺
激になることが証明されている（Levine etal.Dig.Dis,
21:ページ542−545（1976年））。経口の栄養素は通常
の粘膜の成長を維持するのに重要であり、もし小腸の手
術後経口摂取が維持されなくては、残りの腸は、重量を
失い、形成不全になる。腸の切除手術後、腸の短い（sh
ort bowel）患者は非経口的な栄養で（生命を）維持さ
れ、その生存は残余の腸組織の適応性に左右される。基
本的な食餌と非経口的な栄養で、腸の適応性の発達や完
全な経口摂取へのゆっくりとした回復に十分な時間が与
えられる（Weser,E.,Gastroenterology 71:ページ146−
150（1976年））。

GLNは腸ほう種（enterocytes）に重要な燃料であり、
外科的な緊張のあとに、その使用が増加する（Souba.W.
W.,et al.,Surgery94:ページ342（1983年））。GLNは局
部的な栄養素として働き、腸が増生をおこなう時粘膜の
成長をうながす。

本研究の目的は、組織の緊張と腸の粘膜の増生への刺
激をもたらす準総合的（subtotal）な切開術，生体実験
的モデル組織の小腸の粘膜細胞の成長に与えるGLNを含
んだ栄養の効果を調べることである。

B.材料と方法 1.動物の準備 チャールズ・リーバー・ブルーディング・ラボラトリ
ーから購入した重さ175−200グラムの雄のウィスター
（Wistar）ネズミを５日間ラボラトリーで馴化させる。
ネズミには、水を自由に与え、ブリナ（Puriua）のチャ
ウ（chow）を与える。ネズミは一匹ずつかごに入れ、毎
日体重を増やしてゆく。

馴化後、通常の体重をえたネズミを、ランダムに４つ
のグループに分ける。

研究の初日には、ネズミはペントバルビタール（50mg
/Kg）の腹腔内（I.P.）注射で麻酔される。腹部を中線
切開術で開き、トライツ筋の靭帯から、回盲腸部までの
小腸の全長を外へ取り出し、長い黒糸で延ばさずに、２
回測定する。２回目の測定の平均値を求める。トライツ
筋の靭帯へ5cmの所からはじまる小腸の2/3の切開術をラ
ンバート（Lambert）法でおこなう（Surgery of the Di
gest;ve system of the Rat,Charles C.Thomas,Springf
ields Illinois,ページ32−35,413−416（1965年））。
切開術に切り口の縁を、端から端まで６−０のプロレン
（prolene）で吻合術を施す。腸を腹部の空胴へもど
し、腹部壁を２−０のプロレン（prolene）で閉じる。

対称群（control group）は、小腸の末端位置、すな
わちトライツ筋の靭帯から5cm離れた所を起点にして測
定した合計長さの2/3の位置の小腸を切断し、再吻合す
る、見かけの手術（sham oprate）を受けた。

動物を、別々に代謝ケージに入れ、外科手術後の当日
から、適切な量の炭水化物，脂質，アミノ酸類，ビタミ
ン類と塩類を含んだバランスのとれた食餌（−GLN），
あるいは非必須アミノ酸類の分画（fraction）のかわり
にGLNを用いた所をのぞいて同一のGLNを含んだ食餌（＋
GLN）を経口的にひとつがいの動物に与える。GLNの含有
量はアミノ酸類の０％か25％であり、アミノ酸類の−５
％を示すGLNのある通常の食餌とは対照的である。

2.グルタミンを含む食餌の準備 決められた経口的な食餌は、100g当りの427カロリー
で、0.2％（W/W）の塩化コリン,10％のトウモロコシ油,
46.9％のデキストリンホワイト（dextrinwhite）,23.4
％の庶糖,5％の塩混合物および0.5％のビタミン混合物
を含む。両方の食餌は合計で7.17％の必須アミノ酸類
と、合計で6.83％の非必須アミノ酸類を含む14％のアミ
ノ酸類からできている。GLN（−GLNを含まない食餌）
は、アラニン，アスパラギン，アスパラギン酸，プロリ
ンおよびセリンを各0.937％含んでいる。GLN豊富な食餌
（＋GLN）はこれらの結果アミノ酸0.237％と、GLN3.5を
含んでいる。この結果＋GLNの食餌の中で、アミノ酸類
の合計の25％および非必須アミノ酸類の51％を示す。

3.組織の準備 食餌を与えてから７日後、ネズミは犠牲となった。ネ
ズミは腹腔中のペントバルビタール（50mg/kg）を注射
され麻酔された。腹部が開かれ、切開術が胸腔部までお
こなわれた。左心室に穴をあけ5mlの血液を抜き取り、
血液中のアンモニアとプラズマGLNのレベルを測定し
た。血液を抜き取った直後、腸を回収した。小腸全体が
腸奨膜に近い腸間膜と注意深く区分されて取り除かれ
た。取り除かれた腸は、4.5グラム重の固定張力をかけ
てつるされ、９つの点に印がつけられた。腸の切開術を
受けたネズミでは、吻合術をした近傍の5,10,および12.
5cmの点は空腸の近傍と十二指腸の末端をあらわし、吻
合術をした所から離れた2,5,および10cmの点は、吻合術
をした所に近い残余の回腸をあらわし、回盲腸部に近
い、5,10および15cmの点は回腸の末端をあらわし、これ
らの点は腸をつき通すまっすぐなピンで印がつけられ
る。腸は６つの部分に分けられる。みせかけの手術を受
けたグループのネズミでは、トライツ筋の靭帯の近傍1c
mの所から、近傍の２つの部分に印がつけられ、上方へ
向って測定される。部分1a,2aおよび3aは冷却した食塩
水中ですすがれ、緩衝された10％のフォルマリン液に４
時間つけられ、その後固定のために70％エタノール中に
入れられる。部分1b,2bおよび3bは冷却した食塩水中で
すすがれ、それらの管腔が開かれ、湿重量が測られる。
腸の部分は５ミリリットルの冷却した食塩水中に運ば
れ、鋭利なハサミで細かく刻まれる。ポリトロン（Poly
tron）ホモジェナイザー（Brinkman Instruments,Westb
ury,NY）上で、２回,15秒間（two fifteen seconds）ホ
モジェネートされ、ホモジェネートができあがる。その
後、３秒間、電力を２に設定し、超音波処理器（Heat S
ystem Laboratories,Plainview,NY）で超音波処理され
る。DNAとたん白質分析用の食塩水でホモジェネートを
−30℃で保存した。

4.分析方法 腸のホモジェネートは，ローリー法（Lowry Method）
で、総たん白質として分析された。DNAは、ブルトン法
（method of Burton）（Biochem62:ページ315−323（19
65年））により測定された。組織切片はパラフィンにつ
けられ、ヘマトキシリンとエオシンで着色され、40倍
（40×）の拡大率の光マイクロスコープで検査される。
粘膜の厚さと絨毛の高さを接眼マイクロメータで測定す
るために、20個の代表的な高くて方向性のある完璧な絨
毛が選ばれ、平均値が得られる。40倍に拡大された領域
の中央の水平ラインにおかれた腸にある絨毛の数がカウ
ントされる。

C.結果 最初の５日は、１日に10グラムから15グラムの食料の
摂取での漸進的増加があり、食摂取が一定であった。

つがいで食餌を与えられる動物で２回の食餌を同量摂
取するにもかかわらず、２つのグループでの体重の増加
の割合は手術直後の期間で異なっている。管理された動
物では、術後最初の３日間は、体重は一定であり、その
後１日に５グラムづつの割合で直線的に増加した。GLN
を与えたグループでは、期間的なおくれはなく、手術後
の最初の日からすぐに、継続的な体重の増加が１日５グ
ラムの割合ではじまった手術後の２日目,3日目には、GL
Nを与えたグループでは、管理されたグループにくらべ
て、体重の増加が著しかった（Ｐ＜0.05）。両方の食餌
を与えた動物ではほぼ同じ割合で体重が増加していった
が、GLNを与えられたグループでは体重が手術後８日目
までどんどん増加しつづけた（32.0±2.8対23.7±3.7グ
ラム累積体重増加,P＜0.03）。死骸を分析した結果体重
の増加は体全体の水分の累積とは関係なく（71±１％＋
GLN対73±１％−GLN管理）,GLNのやせた体の質量に対す
る効果と関係があった。手術後最初の３日間での食餌と
体重の変化とにおいてのGLN濃度の関係が別の動物を使
って研究された。食餌のアミノ酸類の約25％が最大限の
成長の効果をもたらすGLNとして必要とされる。

25％のGLNを含んだ食餌による体重の増加は、空腸と
回腸との残余の部分の重量増加と関連があった。手術後
３日目では、全小腸組織の重量は、GLNを与えられたグ
ループでは3.55±0.16グラムであり、対照のグループで
は2.97±0.10グラムであった（Ｐ＜0.05）。

手術後８日目では、腸の重量はそれぞれ3.30±0.23グ
ラム,2.81±0.16グラムになった（Ｐ＜0.05）。GLNを含
んだ食餌において、腸の重量の増加と体重の変化全体の
たった５％を占めるにすぎない。それゆえ、腸に対して
GLNの摂取の効果はあるが、その効果は腸に限らない。

空腸と回腸の細胞充実性は、DNAの含有量を測定しか
つ、定量組織学により、さらに直接的に評価（assess）
された（表Ｘ）。GLN摂取に関しては、手術後３日目の
空腸でのDNA含有量の著しい増加があり、３日目と８日
目の回腸でのDNA含有量の著しい増加があった、手術を
受けず、対称動物と比較し、切開術とGLNを含んだ適切
な栄養の食餌の摂取との組合わせにより、手術後３日目
で、1cm当りの空腸のDNA含有量は54％の増加となった。
この適切な増生は、食餌中に含まれているGLNをバラン
スのとれた非必須アミノ酸類の混合物に置き換えること
で、半分近くに減少できた。粘膜の厚さの組織学的測定
によって、DNA含有量を測定した（表Ｘ）、GLNを含んだ
食餌に関しては、空腸と回腸での絨毛の平均的な高さの
増加が、手術後３日目と８日目で明白になった。この反
応は絨毛に限られていて、陰窩の深さと準粘膜（submuc
osal）の筋の層の厚さは、GLNの効果とは関係がない。

決められた3cmの空腸の部分を、手術後３日目と８日
目に採取し、DNA含有量をホモジェネート化し、分析す
る（Burton,K.,et al.Biochem.J.62:ページ315（1965
年））。切開術を受けないこの年令の動物では、空腸の
DNA含有量は−350μm/cmである。同じ動物の空腸と回腸
の別の部分は緩衝化された10％のフォルマリン液で固定
化され、エタノールで脱水され、パラフィン中につけら
れ、10ミクロンの長手方向部分に細かく切られ、ヘマト
キシリンとエオシンで着色される。符号化したスライド
に関する盲検方式で15の方向性のはっきりした保存性の
よい絨毛（5/スライド オン ３スライド）が、絨毛の
高さと陰窩の深さおよび筋の厚さを接眼マイクロメータ
に適したマイクロスコープで測定するために使われた。
データは９から12のつがいに対して平均値±SEMを示
す。−GLN＝０％グルタミン，±GLN＝25％グルタミン。^＊ Ｐ＜0.05,^＊＊Ｐ＜0.01,＋GLN V.つがいになっていな
いｔ−テストの−GLN 絨毛の高さへのGLNの影響は、GLNがアミノ酸類の全重
量の25％を示し、食餌中の非必須アミノ酸類の51％を示
した時に最大になった。より低い濃度では、空腸と回腸
とにおいて、持続した影響は明白でなかった。GLNの濃
度が31.25％へ増加し、他の必須アミノ酸類がさらに減
少すると、腸の粘膜への栄養の効果はなくなった。これ
は、GLNを含む食餌のアミノ酸構成が広範囲に変化し他
のアミノ酸類が制限されることに起因する。アミノ酸類
の合計の25％の量のGLNは、適度ではあるが重要なプラ
ズマGLN濃度の増加を生じた（800±40対654±48μＭ
（３日目）,751±22対676±21μＭ（８日目））。グル
タミン酸やアンモニアのプラズマレベルではプラズマ濃
度の増加はなかった。これゆえ、GLNがアミノ酸類全体
の25％を示すGLNを含む食餌は、さらに急激な手術後の
重量増加と腸の粘膜の増生を生じる。腸の粘膜の増生
は、過剰なGLNやアンモニア，グルタミン酸等のGLN代謝
の最終生成物の蓄積とは関係がない。

栄養上の支持が必要な患者に適量の経腸の栄養素を与
えるのは時には困難であるので、特に病気の過程が胃腸
の管道を含む重大なものに関係する場合、栄養上は不適
当な食餌の成分であるGLNの効果を評価した。ネズミが
同じ60％の切開手術を受け、その後つがいで食餌のコン
トロールを受け、あるいは適度のアミノ酸類、ビタミン
類そして塩類の入ったGLNを含んだ食餌つまり完璧な食
餌であるが全カロリーが50％少ない食餌を与えられ、GL
Nを含んだ食餌のグループでは体重がわずかに増加する
が、両方の食餌を与えられたクループではほとんど体重
の変化はなかった。カロリーの欠乏にもかかわらず、腸
の粘膜へのGLNの顕著な影響は明白であった（表XI）。

手術後７日目に、コントロールされた食餌にくらべて
GLNを含む食餌では、空腸では粘膜の湿重量が36％増加
し、回腸では40％増加した。粘膜のDNA含有量はそれぞ
れ48％と32％増加した。これらの粘膜の細胞充実性の測
定は定量組織学研究で確証され、この測定により、空腸
と回腸の粘膜の厚さの持続的増加が示された。カロリー
の欠乏にもかかわらず、食餌に含まれるGLN栄養上の影
響を与え、腸の粘膜の成長を特別に支持した。

GLNの効果は、GLNを静脈内に投与したときにも表れ
る。ネズミに、最適な成長を維持できるGLN含まない形
で、腸の部分的な切開術後７日間まったく非経口的な栄
養（TPN）を与えつづけた時（Popp.,MB.,et al.,AmJ.Cl
in.Nutr.36:119ページ（1982年））、絨毛の高さは空腸
内では減少し、回腸内では変化しない（表XII）。この
ように、部分的な小腸の切開術の栄養上の刺激は、GI管
路の管腔から食物をのぞく結果、相殺される（Levine,
G.M.,et al.,Gastroenterology 67:ページ975（1974
年））。

つがいになっていないｔ−テストでの切開術前対切開
術後、非必須アミノ酸成分（全アミノ酸類の25％）の分
画のかわりにTPN処方のものにGLNを加えることにより、
切開術後の過増生反応が貯蔵される（表XII）。

GLNのないPTN処方のものに比較して、絨毛の高さは、
空腸内と回腸内で54％と31％それぞれ増加した。これら
の動物のデータどうりに、最近の人類の研究でジペプチ
ドのＬ−アラニル−Ｌ−グルタミンを静脈内に栄養とし
て与えることにより手術後の窒素バランスを改善するこ
とがわかった（Sthle,P.,et al.,Lancet i:ページ231
（1989年））。

D.ディスカッション GLNを含んだ経口的な食餌と静脈への栄養の投与に関
するこれらの観察は、非必須アミノ酸GLNが腸の切開術
と手術によるストレス後の必須の栄養になるという仮説
と対立する。バランスのとれた洗練された経口的食餌の
成分として含まれる時には、GLNは人体組織に一般的な
同化すなわち抗異化（anti−catabolic）の効果をもた
らし、手術によるストレスに関する体重減少の過渡期間
を防ぐ。通常GLNを高い割合で使用し、ストレスに反応
してGLN抽出を増加させる組織がある腸では、GLNの粘膜
への栄養上のはっきりした効果がみられる。その結果、
部分的な小腸の切開術に対しての適切な過増生反応が増
加し、腸のうつの個体数が増加して、次の絨毛の高さが
増加する。全カロリー摂取が不適切であっても、また静
脈ルートを通じて全ての栄養が管理されていても、腸の
細胞充実性は増加する。

これらの効果のメカニズムは不明である。GLNは特定
の生化学的経路に調節的影響を与えたであろうし、燃料
としてまたは生合成の前駆体として働き、分泌促進剤と
して働き、あるいはこれら全ての機能を行ったのであろ
う。以下に特別なメカニズムであってもGLNは腸の粘膜
の成長を支持するうえで必須の栄養であることは以上の
研究から明らかである。腸の切開術後のやせた体の質量
（body mass）の増加には、GLNが筋肉や他の組織に対し
ての同化効果も与える可能性がある。総合すると、実験
データは、GLNがストレスの続く期間中条件付きで必須
の栄養であるという仮説を支持している。GLNの内部的
生成は、不適切であり、プラズマと組織の濃度の低下
と、組織の形態学での関連した変化を生じる。外因とし
てのGLNはフリーGLN濃度を保存し腸の粘膜と成長全体へ
の影響を含む栄養上の反応をひきおこす。

実施例７ 濃縮グルタミン非経口栄養剤使用の小腸粘膜の保存非
経口栄養補給の結果、小腸の粘膜が萎縮する（Johnson,
L.R.,et al.,Gastroenterology68:ページ1177−1183（1
975年））。

この反応は、胃腸の分泌の栄養ホルモンの減少、そし
て腸皮膚の増殖に必要な特定の栄養の相対的欠如にも関
連している。GLNは小腸の主な酸素燃料であるが、標準
的経口溶剤中にはない。食餌のGLNの影響を測定するた
め、このアミノ酸の濃度を変えて、濃縮した経口溶剤を
服用した場合の小腸の反応を測定した。

A.材料と方法 条件づけされた雄のウィスタ・ネズミ（ｎ＝42,重量2
10−230g）に頚静脈カテーテル挿入を受けさせて、拘束
されない動物に長時間注入が可能なスイベル・アセンブ
リ（Swivel assembly）を取り付けた（Burt,M.E.,et a
l.,J,Physiol.238:H599−603（1980年））。

すべてのネズミを個々の代謝かごの中にいれ、水を飲
むことだけ許可した。管理された動物に、0.9％食塩水
を注入し、プルナ・ラット・チャウ・アド・リビタムを
与えた。３つのグループのネズミに栄養を与えた。すべ
ての栄養溶剤は、等窒素含有（0.9g窒素/100ml），等カ
ロリー（98Kcal/100ml）であり、等濃度の必須アミノ
酸，非必須アミノ酸とぶどう糖を含有している。各溶液
の非必須アミノ酸の成分は、0.1g/100mlまたは3g/100ml
のGLN濃度を得るように調整した。経口溶液を、48ml/24
時間の速度で注入した。尿の量と窒素排出量とを毎日測
定した。動物は、栄養注射を７日間行った後死亡し、GL
Nおよびアンモニア濃度を測定するために血液を得た。
腸の決められた切片から、十分な厚みの空腸節（jejuna
l segments）および粘膜の標本を得た。全てのサンプル
を計量し、DNAおよびたん白質について均等質の評価分
析を行った。５μｍの厚みの組織パラフィン切片を準備
した。空腸の柔突起の高さ、数および粘膜の厚みの測定
を盲検方式（blinded fashion）で行った。

B.結果とディスカッション 経口的に食餌を管理して与えられている場合と比較し
て、i.v.栄養を受けたすべてのネズミで、湿重量,DNA,
たん白質，そして絨毛の高さが減少した。（表XIII）GL
Nを含有した溶液の注入後、プラズマ濃度は増加した。G
LNを含まない溶液を受けたネズミと比較して、空腸の粘
膜の重量は著しく増加した。統計上反応は顕著でないの
に、全厚みの空腸の重さはGLNの摂取につれて増加傾向
になった。２％と３％の濃度でGLNを注入後、粘膜のDNA
と全厚みの空腸のDNAは増加した。これらの変化は、粘
膜成長の組織学的証明と一致していた。絨毛の高さと粘
膜の厚さは、投与されるGLNの量に比例して投与量依存
方法では増加した。動物はすべて窒素バランスが陽性で
あるが、２％のGLN溶液を投与されたネズミは実験中ず
っと、最大限の窒素量を保持した。非経口の溶液でのGL
Nの含有は、動物ではi.v.栄養を受けている時に、空腸
の粘膜の重量,DNA含有量および絨毛の高さを増加する。
小腸の粘膜質量の増加により小腸の機能を高め、小腸内
の栄養の摂取を高めることができる。現在、標準非経口
溶液に含まれていないGLNは粘膜を支持するのに必要な
栄養素である。

実施例８ ５−フルオロウラシル処理後のグルタミン強化非経口栄
養供給の効果 GLN−添加非経口栄養供給が障害後の腸粘膜の保存ま
たは修復に有利であるか否かを決定するために、動物お
よびヒトのGI粘膜に対する顕著な毒性を有する化学療法
剤である、５−フルオロウラシル（５−FU）（Muggia e
t al.,1963;Roche et al.,1970;Bounus et al.,1977;St
anford et al.,1977;Shaw et al.,1979）の投与量（ド
ース）を増加しつつ処理する前およびその直後にGLN−
強化栄養を４日間投与した。

A.材料および方法 1.動物の準備 ラットを準備し、本質的に前記実施例６および実施例
７に記載されたように収容し、ランダムにグループ分け
して０または2g GLN/dlを含有する非経口栄養溶液を摂
取させた。

2. 5−FU誘起GI障害およびGLN注入 ラットに前記のようにカテーテル挿入し、麻酔回複後
最低３時間後、動物群は腹腔内注射により５−FUを10
0、150または200mg/kg摂取させた。対照群は0.9％食塩
水（５−FU 0mg/kg）の注射を受けた。各投与量群はGLN
を０％または２％摂取した。栄養注入は、46ml/24の速
度で５−FUまたは食塩水の投与から４時間後に開始さ
れ、４日間継続された。これらの時間を選んだのは、実
験により５−FUによる損傷からの粘膜の回復がこのステ
ージに行われており、粘膜の再生に対するGLNの効果は
この時期に見られる蓋然性が高いことが示されているか
らである。

3.腸障害の誘起前のGLN給餌 カテーテル挿入後、ラットは12時間は半強栄養におよ
びその後８日間全強栄養（０または2GLN/dl）を摂取さ
せた。５−FUを非経口給餌の第４日目に腹腔内投与し、
ラットを４日後に犠牲に供した。単一の投与量の５−FU
（150mg/kg）を選択したのは、死亡率を増加せずに一般
的な捲怠感と重篤な腸障害を誘起するからである。尿窒
素排出を毎日測定し、窒素平衡を計算した。

4.組織サンプリング 血液および腸組織をサンプリングし、上記各実施例に
記載のように分析のために準備した。ヘモグロビン、白
血球および血小板の数を、５−FUの種々の投与量の一般
的な血液学的毒性の指標（メジャー）として決定した。

5.分析方法および統計的方法 分析はすべて前記実施例６および７に記載したように
行った。統計的解析は、食物および５−FU投与量の双方
を比較した分散の２方向解析を使用して行った。不対ｔ
テストを使用して２つの処理群を５−FUの１つの投与量
において比較した。差は、＜0.05のｐ値において統計的
に有意とみなした。

B.結果 1.障害後の非経口給餌効果 動物は５−FU注射後約36時間は一般に元気であり、そ
の時間経過後、昏睡状態になった。実験に使用した60匹
中５匹は技術的理由（カテーテルが機能しなかったり、
注入ポンプの故障）から除外され、６匹（GLN給餌群か
ら２匹、対照群から４匹）は５−FU処理のために死亡し
た。分析した49匹のうち、23匹はGLNを０％摂取し、26
匹はGLNを２％摂取した。

a.腸指数 空腸湿重量、DNAおよび蛋白はすべて５−FU投与後減
少した。しかし、これらの指標は、GLNを摂取した動物
では無GLN対照よりもすべて有意に高い。この差は粘膜
の指標である重量、DNAおよび蛋白についてはかなり大
であった（表XIVおよびXV）。顕微鏡検査により、GLNラ
ットでは、粘膜の厚さおよ絨毛の高さの指標に反映され
た腸の構造の保存が実証された（表XIVおよびXV）。

b.血液学 ヘモグロビン濃度は５−FUのすべての投与量で維持さ
れたが、用いた食餌療法とは無関係にすべての薬物措置
動物において循環白血球カウントおよび血小板カウント
の顕著な減少があった（表XIVおよびXV）。

2.障害前の非経口給餌の効果 ５−FU使用後の非経口給餌を与えられたラットとは対
照的に、ここでは死亡率が著しく増加し、０％GLN群の1
2匹の動物中６匹が死亡したのに対してGLN給餌群の12匹
中２匹が死亡した。この差はｐ＝0.06のレベルでのみ統
計的に有意であった（フィッシャーの精密テスト）。

a.腸指数 空腸湿重量は、粘膜DNAおよび蛋白と同様に、GLN給餌
動物では有意に高いが、全厚DNAおよび蛋白は前記２つ
の群において差が無かった（表XIVおよびXV）。組織学
的分析により、GLN摂取動物における粘膜厚と絨毛高さ
の増加に関する生化学的知見が確認された。

b.血液学 いずれの群においても血液学的パラメータに差が検知
できなかった。ヘモグロビンは維持されたが、白血球カ
ウントおよび血小板カウントは食餌に無関係に落ち込ん
だ（表XIVおよびXV）。

3. 5−FU後の血漿GLNおよびアミノ酸 血漿GLNは、食餌中にGLNが存在しないときでさえも、
５−FU投与後すべての動物において上昇した。この代謝
状態において筋肉からのGLNの放出が増加することは、
腸の細胞性が減少すること（および多分ある程度の５−
FU誘起腎毒性）と組み合わされて、循環GLNレベルの増
加を説明することができるかも知れない。

4.窒素平衡 実験の最初のシリーズにおいて２％GLNを摂取した動
物に窒素保持が改善されることが証明された。同様の変
化が、GLN添加非経口栄養を５−FU措置前に摂取した動
物に、認められた。毎日の窒素平衡は、GLN給餌群にお
いては給餌６日目までは有意に大きかった。累積的窒素
保持は、０％GLNラットに対する736±149mgであったの
に比べて、２％GLNラットでは1106±85mgであった（ｐ
＜0.05）。

参考例１ 放射線照射、化学療法および骨髄移植後のグルタミン強
化非経口栄養の効果 この実験は、全身放射線照射および／または化学療法
を受けつつある患者に食餌GLNの供給が窒素平衡を変え
るか、臨床結果を改善するか、および全体的回復を促進
するかについて、無作意抽出された盲検臨床試験で決定
するために行われた。

実験の人数は自己由来または同種の骨髄移植の原簿
（プロトコル）に既に登録された患者を含んでいた。

A.材料と方法 1.患者 患者は自己由来または同種の骨髄移植治療プロトコル
に既に登録されたものから募集した。これらのプロトコ
ルから選ばれる資格のある患者は18才から60才の男性も
しくは女性で、最初の寛解（同種移植組織）における急
性骨髄性白血病（AML）、第２の寛解におけるAML（自己
由来移植組織）、骨髄性異形成症候群、リンパ腫、再生
不良性貧血および慢性骨髄白血病（CML）を含む他の白
血病と診断されたものである。このプロトコルの患者は
非経口栄養を必要とし、注入のためにささげられた中心
線を持っていた。彼等は正常な肝機能（全ビリルビン＜
3mg/dl）、正常な腎機能（クレアチニン＜1.2mg/dl）、
糖尿病の不存在（インスリンまたは経口血糖低下剤なし
に血糖＜200mg/dl）を持っていた。彼等は病気の安定期
（例えば、寛解）にあった。患者の体重損失は自身の理
想体重の20％以下であった。

2.実験仕様 患者は標準またはGLN含有TPNの２つの群の一方にラン
ダムに分けられた。食餌は等窒素および等カロリーであ
るが、標準処方として0GLNを含有し、実験溶液では0.57
g GLN/kg体重／日を含有していた。患者、骨髄移植医お
よび実験者らには治療群に関しては伏せられた。この仕
様の下では、個体の電解質要求は臨床条件に応じて時間
変動することがあり、医師は、実験者およびニュトリシ
ョン サポート サービスと相談しながら、溶液の電解
質含有量を血中濃度と臨床状態に応じて変えてもよい。

担当医師が許可すれば実験期間中自由に経口栄養を摂
取した。毎日の経口カロリー、蛋白、脂肪および炭水化
物の摂取量を記録した。

盲検テスト溶液の投与は骨髄移植の日（０日と呼称す
る）の後５日以内に開始された。初期平衡化期間である
３日経過後、すべての尿および便の捕集を次の７日間に
各24時間開始した。その次の７日間は捕集を行わず、続
く７日間（すなわち、移植後ほぼ３週目）に再び開始し
た。捕集は午後４時から午後４時までであり、溶液袋が
吊され90名の看護スタッフにより投与される時間に対応
している。

血液を毎週抜き取り、GLN、グルタミン酸塩、アンモ
ニア、アミノ酸、Ｃ−反応性蛋白およびプレアルブミン
を検査した。他の血液サンプルはTPNおよび器官機能を
監視するために主治医が得た。

患者は、目隠しされない（unblinded）実験薬剤師が
無作意抽出し、治療群と対照群に分けた。これらの群は
診断に対してバランスをとり、かつ、第１の寛解におけ
るAML群内でこれらの群は治療（全身照射有りまたは無
し）に対してもバランスをとった。

カロリー要求量の平均50％である任意経口摂取の連続
３日により示されるように、患者がTPNをもはや必要と
しなくなった時に実験を終了した。50％経口摂取の３日
目はTPNの終りと定義される。全ての場合に、患者が最
終の結果分析に含められるのは、TPNが必要とされる期
間の、必要とされるカロリーおよび盲検溶液の蛋白の最
低60％を摂取したときだけである。プロトコルは、盲検
溶液を全く摂取せず連続５日間が経過したならばその患
者は実験から除外されることを要求している。

3.栄養摂取 カロリー摂取は身長および体重に応じて評価された代
謝速度の約1.5倍に設定した。非蛋白カロリー摂取は約7
0％のデキストロースと30％の脂肪エマルジョンであっ
た。蛋白摂取は1.5g/kg/日であった。電解質と無機質
（ミネラル）を血中濃度が正常範囲内になるように十分
量添加した。ビタミン類をMVI−12として10ml/24時間添
加した。TPN溶液を午後４時から午後４時までのスケジ
ュールで病棟看護人により投与された。理想体重を20％
越える患者では、カロリーおよび蛋白の必要量は年齢と
性別に対する理想体重に基づいている。

4.薬物治療 薬物治療および非TPN溶液はすべてこれらの患者に彼
等の医師が必要と見なす所に従って投与された。患者が
摂取した薬剤と溶液はすべて記録された。

5.追加の評価方法および終点 患者は、身体の組成（TPN−AMLおよび−後）、中腕筋
塊（治療前および後）、握力強さ（TPN−前、７日目、2
1日目およびTPN−後）、ラクツロース透過性（７日目、
21日目およびTPN−後）、敗血症重篤度スコア（毎
週）、移植片宿主病、粘膜炎スコア（週３回）、安寧の
全体的評価（TPN−前および−後）について評価され
た。

評価された主要な終点はつぎのものを含む：（１）窒
素平衡（１週目および２週目）；（２）３−メチルヒス
チジンおよびクレアチニンの分泌（１週目および３週目
の５−７日の間に捕集された３尿値の平均）；（３）CR
P（の最初の４−６週間の平均）；（４）身体組成；
（５）平均週間敗血症スコア；（６）平均週間発熱およ
び毎日最高温度の週平均；および（７）平均週間GVHグ
レード。

評価された主要でない終点は次のものを含む：（１）
単位の日（移植の時から、Ｔ＝０）；（２）移植から再
コンタミネーションまでの日数；（３）病院のチャー
ジ、全抗生物質チャージ；（４）注文された抗生物質掛
ける投与された日数、すなわち抗生物質日数−TPNを与
えている間のみ、かつ、既知または疑われた感染症にた
いする患者の治療に添加された抗生物質をカウントする
のみ；（５）白血球のカウントが＞500および1,00細胞/
cm³に復帰するまでの日数；（６）移植から絶対好中性
球カウントが＞500細胞・cm³に復帰するまでの日数；
（７）ラクツロース透過性、２つの平衡実験期間の終り
の２つの機会に測定；（８）輸血された血小板および赤
血球の単位；（９）50％経口摂取または排出までのTPN
投与日数；および（10）安寧感。

B.結果 ２人の患者で得られた結果を第７図および表XVIに示
す。高投与量のGLNと併用するTPNは移植患者の臨床状態
の顕著な改善を誘起した。この治療は、負の窒素平衡の
増加を防止し、口粘膜炎の重篤度（主に化学療法により
誘起された）を低下させ、かつ、示された３つの臨床的
判断基準により評価（アセス）されたように患者の全体
的健康を改善した。GLNはこのクラスの重篤度の患者の
健康に一時的軽減効果を有することが結論される。

参考例２ グルタミン強化非経口栄養の膵の外分泌に対する効果 全非経口栄養（TPN）は腸と膵臓の萎縮（atrophy）と
膵臓の外分泌不全とに関連する。最近の実験によれば、
GLNを静注給餌に添加するとTPN関連腸萎縮が弱められる
ことが実証されている。さらに、以前の実験によれば、
GLNは、標準アミノ酸処方には存在しないが、膵臓の好
適な酸化燃料であること、および多量の外から投与され
たグルタミンは膵臓の外分泌組織により消費されること
が示されている。しかし、GLN添加静脈内給餌の膵臓に
対する効果は報告されていない。この実験は2g/100ml G
LN強化食餌（グルタミン）か等窒素、等カロリーのGLN
抜き食餌（対照）のいずれかの静脈内注入の実験室ラッ
トの外分泌膵臓の組成および構造に対する効果を調べ
た。

A.材料および方法 1.動物の準備 雄ウィスターラットを実施例６−８に記載のように飼
養した。標準プリナ・ラット・チャウの食餌で飼養する
間に満足な体重増加を示したラットのみを実験した。第
１の実験（ｎ＝32）ではすべての動物が腸間膜小腸の60
％切除と頚静脈カテーテル挿入を受けたのに対して、第
２の実験の動物（ｎ＝24）は頚静脈カテーテル挿入とシ
ャム小腸切除とを受けた。チャウ飼養動物（ｎ＝18）は
対照として含めた。

これらの手術手順は実施例６に記載のように行った。
実験した69匹のラットのうち、チャウ飼養群からの除外
されたラットは無かったが、TPN群からは13匹のラット
が除外された、これはカテーテル敗血症、吻合漏れ、腸
閉塞、ポンプ機能不全またはカテーテル閉鎖のためであ
る。

2.実験プロトコル 小腸切除をしまたはせずにカテーテル挿入した後、動
物を無作意抽出し、標準ラット・チャウを経口的に（チ
ャウ）、標準非経口栄養液をGLN無し（対照）に、また
は２％GLN強化溶液（グルタミン）を、一定の静脈内注
入により７日間摂取させた。

静脈内食餌はラットを飼育するのに必須のすべての栄
養を提供した（Popp et al.,Amer.J.Clin.Nutr.36:1119
〜1128（1982））。これらの溶液は調製され無菌状態に
保たれた。非経口食餌は等カロリー（1.13kcal/ml）等
窒素（96mg/ml）であり、非必須アミノ酸の組成のみが
相異していた。

回復後、ラットを代謝ケージ内に個別に収容し、カテ
ーテルは、栄養溶液の連続注入の間無制約の運動を可能
にするスイベル装置（インステック・ラボラトリーズ
社）に取り付けられた。外科手術後の最初の16時間に動
物は0.9％正常食塩水を1cc/時間の速度で摂取したが経
口摂取は無かった。すべての動物が手術後１日目から実
験の終りまで水道水への自由接近が許された。手術後１
日目にTPN使用された動物は対照またはGLN強化食餌24ml
を摂取しグルコース注入に適応することを許された。手
術後２日目に始まり、実験の残りの期間中継続して、十
分な量（48ml/日）の非経口的食餌が投与された。チャ
ウ飼養された動物は、常に与えられた飼料をすべて消費
したが、これらの動物はカロリー濃度においてTPN飼養
ラットの24時間カロリー摂取とほぼ等しい量のチャウを
与えられた。このように、チャウ飼養された動物は最初
の24時間はプリナ・ラット・チャウ8gをその後は16g/日
を与えられた。これらの動物の静脈カテーテルは手術後
２日目に閉鎖された。手術後２日目から毎日尿を酸性化
されたウェル内に捕集し、アリコートを酸性化された容
器内に−20℃で貯蔵した。尿の体積を毎日記録した。

3.組織の準備および分析手順 動物を手術後８日目の実験の終りに再度体重測定し、
ペントバルビタール（45mg/kg、腹腔内）で麻酔し血液
を心臓からヘパリン化シリンジ内に抜き取った。全血GL
Nおよびグルタミン酸塩濃度をこれらのサンプルについ
て前記の方法に従い、逆相高速液体クロマトグラフィを
使用して測定した（Smith,R.J.et al.,J.Liq.Chromatog
raphy 8:1783−1795（1985））。

放血後、膵臓の小片（３×3mm）を脾臓部と胃部との
接合においてこの腺の中央部分から直ちに切除し、2.5
％グルタルアルデヒド緩衝溶液中に固定し、組織学のた
めに処理するまで４℃で貯蔵した。膵臓の残部は注意深
く切開し、隣接する腸間膜の脂肪組織およびリンパ組織
から分離した。膵臓切除は盲検様式で行った。膵臓を秤
量し、氷冷蒸留水に希釈（1:10、重量／体積）し、ポリ
トロン組織ホモジナイザーで30秒間ホモジナイズした。
ホモジネートを30秒間超音波処理し、DNA、蛋白および
酵素含有量を分析するまで−70℃で貯蔵した。肝臓は切
除し、秤量し、90℃で72時間乾燥して乾燥重量を測定し
た。

4.生化学的評価 各日からの尿のアリコートをプールして累積的日別窒
素平衡を評価した。酸性化された尿素サンプルの窒素含
有量をマクロキェルダール技法を使用して決定した。膵
臓のホモジネートの蛋白含有量をローリー法（Lowry,O.
H.et al.,J.Biol.Chem.193:265−275（1951））により
測定し、DNAをバートンの方法（Burton,K.A.,Biochem.
J.62:315−322（1965））の変法を使用して測定した。
各膵臓ホモジネートの一部を蛋白濃度200μgm/mlまで0.
01％牛血清アルブミン含有バッファで希釈し、酵素活性
を決定するまで−20℃で貯蔵した。希釈サンプルのアミ
ラーゼ活性をバーンフェルド法（Bernfeld,P.,Amylase:
alpha and beta,In:Colowick SP,eds.Kaplan NO.Method
s od Enzymology,Vol.1.Academic Press,NY,149−158
（1955））の変法を用いて測定し、トリプシン活性をハ
メル法（Hummel B.C.,Can.J.Biochem.Physiol.37（1
2）:1393−1399（1959））にりより決定した。トリプシ
ノーゲンの活性化はサンプル400μｌをぶたエンテロキ
ナーゼ0.0492μｇと37℃で４時間インキュベートするこ
とにより行われた。リパーゼ活性はコダック・エクタケ
ム700アナライザでモークの２点速度法（Mauck,J.c.et
al., Clin.（1984））を使用して測定した。酵素活性は
１分間当りの生成物マイクロモルのユニット（Ｕ）で表
わされている（1KU＝10³ユニット）。

5.膵臓の組織学 膵臓組織を４℃で2.5％燐酸グルタルアルデヒド・バ
ッファ中で固定し、１％四酸化オスミウム中で室温で２
時間後固定した。この組織標本をアルコール昇級列中で
脱水しアラルダイトに包埋した。光学顕微鏡検査のた
め、１μ厚のセクションを1.0トルイジンブルーで染色
した。LKBノバ・ウルトラミクロトームを使用して電子
顕微鏡検査用の600−800厚のセクションを調製した。こ
れらのセクションをウラニルアセテートおよび酢酸鉛で
染色し、次いでフィリップス301透過型電子顕微鏡で検
査した。電子顕微鏡で房状細胞を撮影し、最終倍率2793
×および7127×で実用プリントに拡大した。

6.データ分析 結果を平均±この平均の標準誤差（s.e.m.）で表す。
膵臓の湿重量、DNAおよび蛋白含有量は全膵臓当りおよ
び体重100g当りで表す。膵臓の重量および蛋白含有量は
細胞の大きさの指標としてDNAのmg当りでも計算した。
理想的には、これらの指標について、大きさが100ない
し300gの間の雄ウィスターラットで全体重と全膵臓湿重
腸との間には線形関係が存在するので、体重に対して較
正した後に群同士の間で比較がなされた。膵臓酵素活性
（ユニット/mg蛋白）は全腺含有量としておよび比活性
（ユニット/mg膵臓DNA）として表す。チモーゲン（酵素
原）顆粒の平均直径分布はウェイベル法（Weibel,E.R.e
t al.,Principles and Techniques of Electron Micros
copy;Biological Applications,Vol.3,ed.M.A.Hayat,Va
n Nostrand Reinhold,NY（1973））に従って計算した。

分散の２方向分析を使用してGLNと腸切除の効果を評
価した（Winer,B.J.Statistical Principles in Experi
mental Design（2nd ed.）McGrawHill,NY（1971））。
分散分析が有意の主要効果を示したら、GLN強化食餌を
与えられた動物とそれらの適当な対照との間の計画され
た事後比較のために不対ｔ検定が使用された。膵臓萎縮
の程度を実証するためにチャウ飼養された動物が含めら
れているが、全体治療効果の分析には含められていな
い。差は確率（ｐ）値が0.05未満のときは統計的に有意
とみなされた。

B.結果 1.体重、窒素平衡ならびに血漿グルタミンおよびグルタ
ミン酸塩 体重および窒素平衡の変化は、小腸を切除しまたはし
なかった、GLN飼養された動物および対照動物と同様で
あった（表XVII）。小腸切除を受けた動物では、血漿グ
ルタミン濃度（1143±75対890±41、GLN対対照、ｐ＜0.
05）および血漿GLN酸塩濃度（177±12対144±８、GLN対
対照、ｐ＜0.05）はGLN群では対照群よりも有意に高か
った。GLN飼養動物と対照動物との間には他には有意の
差は見られなかった。

2.膵臓の指標 TPN飼養動物は、チャウ飼養動物と比べて有意に小さ
い平均膵臓湿重量（33−43％）、低い蛋白含有量（25−
58％）およびDNA含有量（14−30％）を持っていた（表X
VIII）。

非切除動物では、GLN注入は、対照と比べて体重100g
当りの膵臓重量（22％）、DNA（32％）および蛋白（24
％）の増加と関連していた。これらの差は膵臓重量（ｐ
＜0.05）およびDNA（ｐ＜0.005）に対してはそれぞれ有
意であったが膵臓蛋白（ｐ＝0.06）に対しては有意では
なかった。これらの動物では、膵臓蛋白/DNA比および膵
臓重量/DNA比有意な差がなかった（表XVIII）。

小腸60％切除を受けGLN飼養された動物の膵臓は対照
と比べて体重100g当り全膵臓蛋白が大きかった（31％、
ｐ＜0.05）。全DNA含有量、膵臓重量/DNA比および蛋白/
DNA比は有意の差が無かった。ただし、後者はGLN群では
20％大きかった。

3.膵臓酵素 TPN飼養された動物はチャウ飼養された動物に比べて
全膵臓酵素活性が低下していた（表XIX）。切除動物で
は、全膵臓トリプシノーゲン（ｐ＜0.005）およびトリ
プシノーゲン比活性（ｐ＜0.005）はGLN群では対照群よ
りも有意に大きかった。酵素顔料または比活性にはGLN
飼養された動物と対照動物鍍の間で他に差は無かった。

4.膵臓組織学および微細構造 外分泌性膵臓組織およびランゲルハンス島は光学顕微
鏡下ではすべての動物で正常に見えた。GLN強化食餌を
与えられたラットに見られる体重または蛋白含有量の増
加を説明する膵臓炎または浮腫の証拠は無かった。非切
除TPN飼養された動物に対するチモーゲン顆粒の平均プ
ロフィル直径（mean profile diameter）はチャウ飼養
されたラットにおけるよりも有意に小さかった（GLNに
対して3.88±0.06、対照に対して3.80±0.05、および対
照に対して4.69±0.10、１方向ANOVAによりｐ＜0.0
5）。グルタミン群および対照群は有意の差が無かっ
た。同様に配向された房状単位のプロフィルを比較する
と、細胞体積密度、チモーゲン顆粒の数、およびチモー
ゲン顆粒により占められる細胞体積の％面積の増加が対
照動物に比べGLN飼養された動物において明らかであっ
た。

5.結合シリーズからの治療効果の分析 GLN−強化食餌を与えられた動物または小腸切除を受
けた動物は有意に血漿中のGLN（ｐ＜0.02）濃度および
グルタミン酸塩（ｐ＜0.02）濃度が上昇していた。GLN
注入は累積的窒素平衡に影響しなかったが腸切除は有意
の負の効果を示した。膵臓重量は（ｐ＜0.0001）、蛋白
含有量（ｐ＜0.002）、およびDNA含有量（ｐ＜0.0004）
はGLNを与えられた動物では有意に高く、これらの効果
は腸切除とは無関係であった。腸切除は全膵臓蛋白含有
量（ｐ＜0.006）および膵臓蛋白/DNA比（ｐ＜0.05）を
有意に低下させた。

GLN飼養された動物はトリプシノーゲン含有量（ｐ＜
0.02）およびリパーゼ含有量（ｐ＜0.03）が有意に増加
している。全アミラーゼ含有量および全酵素比活性はGL
N注入により影響されなかった。腸切除はトリプシノー
ゲン、アミラーゼおよびリパーゼの全含有量および各比
活性に深甚な負の効果（ｐ＜0.0001）があった。

結論として、GLN添加TPNは、対照の食餌を摂取した動
物において、膵臓重量（14−22％）、DNA含有量（12−3
2％）および蛋白（24−31％）の喪失を有意に減少させ
た。全体のGLN飼養された動物は全膵臓トリプシノーゲ
ン含有量（53％）およびリパーゼ含有量（30％）を有意
に増加させたが、酵素の比活性には差が無かった。下が
って、GLNはTPNの間膵臓外分泌組織のための重要な栄養
物である。静脈内栄養補給中の膵臓に対するGLNの栄養
効果は臨床的に重要な意味を含むものである。

参考例３ 経小腸基礎食餌を与える間グルタミンは膵臓萎縮を防
止する。

生体外（インビトロ）実験は、GLNが膵臓の重要な呼
吸燃料であるがGLNを添加した経小腸食餌の、膵臓の構
造および機能に果す役割が未知であることを実証してい
る。標準的な、GLN添加された基礎食餌の、手術ストレ
スに続く膵臓および小腸の成長に対する影響は、雄ウィ
スターラット（ｎ＝25、体重195〜210g）で調べた。中
央腸間膜小腸の60％切除および胃フィステル形成の後、
ラットは無作為抽出されチャウ（chow）あるいは標準的
基礎食餌の連続注入（CON）あるいは等窒素，等カロリ
ーの2gm/100ml GLN添加食餌（GLN）を受けた。上記２つ
の基礎食餌は、それらの非必須窒素源のみが異なってい
る。実験期間中、毎日採尿が行われ、窒素平衡が調べら
れた。ラットを犠牲に供したとき、体重が調べられ、GL
N,グルタミン酸塩（GLU）およびアンモニアのために血
液が採取された。肝臓，小腸および膵臓を切り取り、そ
れら重さを秤量し、また、これらは、そのDNAおよびタ
ンパク質の含有量を分析し、組織研究用に準備した。肝
臓および膵臓を脂肪および酵素の含有量が分析された。
上記分析等のデータの一部は、下記の表XXにおいて平均
±semで示される。

上記基礎食餌を与えると、チャウを与えた動物の膵臓
の重さが減少した。GLNは、膵臓の重さの減少を顕著に
弱め、膵臓のタンパク質含有量を増加させた。また、GL
NはCON群と比較して肝臓の湿重量の増加を防止した。GL
N群のデータとCON群のデータを合わせると、膵臓の重量
およびDNAは血漿中GLNの濃度ではなく血漿中のGLU濃度
（ｐ＜0.03）に関係づけられた。それは体重および窒素
平衡がCLN群とCON群との間では同様であるため、GLNの
効果は手術後期間の膵臓塊に異的であると思われる。こ
れらの知見は、GLNは、手術ストレスに続く胃腸組織の
ための条件的必須栄養物であるという仮説をさらに裏付
けるものである。

実施例９ グルタミン強化被経口栄養は、５−フルオロウラシル
により誘起される腸壁へのダメージを抑制する。

ラクツロースは非代謝性の糖であり、この糖は、胃腸
管経路で十分には吸収されない。炎症性腸疾患のような
胃腸の病気では、ラクツロースはその粘膜の間隙を通っ
て吸収され、それによってラクツロースは尿中に排出さ
れる。従って、尿中のラクツロースの量は、腸の粘膜障
壁を通る漏出の尺度である（menzies,Biochem.Soc.Tran
s.550:1042−1047（1974））。

ラットを、上記実施例８で述べた５−フルオロウラシ
ルで処置した。100mg/mlの等浸透圧液としたラクツロー
ス2mlを強制飼養によって注入し、その後24時間にわた
って採尿し、凍らせた。尿中ラクツロースは、Ziegler
等（Arch.surg.123:1313−1319（1988））に記載のよう
に、酵素的に決定された。

１回の５−FU注入による処置は、24時間にわたってラ
クツロースの腸透過性を増加することが解った。この透
過性の増加は処置後24時間から48時間の間に頂点に達し
た。GLNに強化TPNを摂取した動物は、標準的TPNを与え
られた動物に較べ３日間にわたって腸透過性を顕著に減
少させた。例えば、５−FUの注入後の48時間から72時間
における24時間のラクツロースの排出は、GLN措置ラッ
トにおいて32から17μ molesに減少した。

GLNは、化学療法薬の使用に供なう透過性の上昇から
腸管壁を腸の透過性の増加を防ぐことが結論される。こ
の効果はGI経路を介した感染を防ぐ上で最重要なものと
期待され、また、上記参考例１に記載のように、骨髄移
植を受けた患者のより急速な回復におそらく寄与してい
る。

参考例４ グルタミンはTPNの免疫抑制効果を緩和する ラットには、参考例２（材料と方法，セクション２）
に記載したように実験室のチャウ,TPNあるいはGLN添加T
PNのいずれかが与えられる。処置開始７日後、動物を犠
牲に供し、脾臓，胸腺および腸間膜リンパ節を採取し
た。標準的な技術（Klein,Immunology:The Science of
Self−Nonself Discrimination,Wiley−Interscience,1
982参照）を用いて、これらの組織から細胞懸濁液を調
製した。ミトゲンの存在による生体外でのリンパ球増殖
反応が、この分野では良く知られた方法を用いて行われ
た。チャウ群と比較すると、TPN群は１週間で50％リン
パ球の反応性を著しく減少させた。このような抑制は、
非経口的溶液におけるGLNの存在によって逆転された。
すなわち、GLN処置がなされたラットは、TPN動物と対照
チャウ飼養ラットの中間のリンパ球反応性を示した。

従って、非経口的溶液にGLNが存在すると、GLNの存在
しないTPNによって生じる免疫抑制状態が著しく緩和さ
れる。上記実施例９で述べたような腸粘膜障壁の破壊
は、免疫機能低下（compromised immune function）と
結合してTPNを与え続けられた動物の感染に対する影響
の受け易さを増大させる。この影響の受け易さは、（免
疫機能低下による）同様に腸管を通って侵入する細菌や
他の微生物に対してだけでなく他の経路によるものい対
影響の受け易さもおそらく増大させるであろう。GLNの
添加されたTPNは、従っていくつかの独立した機序によ
って寄主防御を促進することを可能にする。骨髄移植を
受けた患者の改善された感染状態（上記参考例１参照）
は、以上のようなGLNの“寄主に有利な（pro−host）”
作用は強力な証拠を提示するものである。

本発明は十分に述べられたので、本発明の要旨および
範囲から逸脱せずかつ過度の実験を要さずに、広い範囲
の均等のパラメータ，濃度および条件で、同様の実施が
行われ得ることは当業者にとって明らかであろう。

本発明は、その特定の実施例に関連して説明したが、
さらなる変形が可能であることは理解されよう。本出願
は、本発明のあらゆる変形，利用あるいは改造を範囲と
するものであり、これらは一般に、本発明の原理を伴な
い、本発明の分野における公知あるいは慣用的実施の範
囲内にあるような本開示からの逸脱また、添付された請
求の範囲において示される構成要件に適用されるような
本開示からの逸脱を含むものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイルモア，ダグラス ダブリュ. アメリカ合衆国 02146 マサチューセ ッツ州 ブルックライン ロックウッド ストリート 125 (56)参考文献 特表 昭63−501214（ＪＰ，Ａ) Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐａｒｅｎｔ ｅｒａｌ ａｎｄ Ｅｎｔｅｒａｌ Ｎ ｕｔｒｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ. １，（Ｊａｎ−Ｆｅｂ，1985）ｐ．18− 22 Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｆｏｒｕｍ，Ｖｏ ｌ．35，（1984）ｐ．176−179 ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＦＥＣＴＩＯ Ｎ ＳＯＣＩＥＴＹ，ＰＲＯＧＲＡＭ ｏｆ ＮＩＮＴＨ ＡＮＮＵＡＬ ＭＥ ＥＴＩＮＧ，（13−14．Ａｐｒ．1989) ｐ．12 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61K 31/198 A61P 1/14 ＣＡ（ＳＴＮ) ＥＭＢＡＳＥ（ＳＴＮ) ＭＥＤＬＩＮＥ（ＳＴＮ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動物の正常時の食餌に含まれるより多い、
   治療有効量のグルタミンまたはグルタミンの特徴を保持
   する機能性類縁体を含むことを特徴とする動物の病理的
   な腸の透過性を治療するための医薬組成物。
2. 【請求項２】前記腸の透過性は、本質的に静脈栄養供給
   に伴うものであることを特徴とする請求項１に記載の医
   薬組成物。
3. 【請求項３】前記腸の透過性は、本質的に異化機能障害
   に伴うものであることを特徴とする請求項１に記載の医
   薬組成物。
4. 【請求項４】前記異化機能障害は、外科手術，敗血症，
   火傷，カロリー消耗，化学療法，放射線治療または治療
   されていない糖尿病の結果起きるものであることを特徴
   とする請求項３に記載の医薬組成物。
5. 【請求項５】前記動物はヒトであることを特徴とする請
   求項１に記載の医薬組成物。
6. 【請求項６】グルタミンまたはグルタミンの特徴を保持
   する機能性類縁体の非経口による投与の量が、１日に、
   体重１キログラム当たり0.2ないし3.0グラムの率である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載
   の医薬組成物。
7. 【請求項７】グルタミンまたはグルタミンの特徴を保持
   する機能性類縁体の非経口による前記投与の量は、１日
   に、体重の１キログラム当たり0.3ないし2.5グラムの率
   であることを特徴とする請求項６に記載の医薬組成物。
8. 【請求項８】グルタミンまたはグルタミンの特徴を保持
   する機能性類縁体の非経口による前記投与の量は、１日
   に、体重１キログラム当たり0.4ないし2.0グラムの率で
   あることを特徴とする請求項７に記載の医薬組成物。